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Extremwertaufgabe zu einer Parabel

Frage: Extremwertaufgabe zu einer Parabel
(13 Antworten)


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Es handelt sich hier um eine Extremwertaufgabe!

Ich hoffe ihr könnt mir wenigstens ein bisschen helfen.

Gegeben ist die Parabel mit y=4-x^2. Es sollen alle Punkte auf der Parabel bestimmt werden, deren Abstand zum Kordinatenursprung O(0/0) minimal ist.
Frage von Liesterboy (ehem. Mitglied) | am 26.08.2008 - 17:57

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 18:02
d²=(f(x)-0)²+(x-0)²=f²(x)+x²


setze f ein und bestimme das minimum der funktion d²(x)


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Antwort von Liesterboy (ehem. Mitglied) | 26.08.2008 - 18:19
das versteh ich nicht!

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 18:25
satz von pythagoras sollte dir ein begriff sein.

a²+b²=c², hier ist x der abstand d zwischen dem punkt P auf dem graphen von f und dem urpsrung, a ist gleich der horizontalverschiebung x und b=f(x) ist die vertikalverschiebung von dem urpsrung zum punkt P


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Antwort von Liesterboy (ehem. Mitglied) | 26.08.2008 - 18:30
kannst du mir die Zielfunktion bitte hinschreiben?

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 18:31
hab ich schon. das ist sie:
"d²=(f(x)-0)²+(x-0)²=f²(x)+x²"

setze nur noch deine funktion y=4-x² für f ein.

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 18:54
Hey ich kann nicht genau nachvollziehen wie man das mit dem Satz des Pythagoras lösen möchte, aber das sei nebenhergestellt. Ich hätte noch einen anderen Lösungweg zu der Aufgabe so wie ich sie in der Schule gelöst habe.
Hauptbedingung: s=wurzel(x²+y²9
Nebenbedingung: 4-x²
Zielfunktion: s(x)= wurzel(x²+(4-x²)²) D=[-2;0;2]
= wurzel(x²+x^4-8*x²+16)
= wurzel(x^4-7*x²+16)
Wurzel-Trick
r(x)=x^4-7*x²+16
r`(x)=4*x^3-14*x
r`(0)=0
4*x^3-14*x=0
x1= -1,87 x2=0 x3=1.87
r``(x)=12*x²-14
r``(-1,87)=27,96>0 folglich T /Minimum
r``(1,87)=27,96>0 folglich T /Minimum

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 18:58
super, anscheinend hast du einen lösungsweg gepostet, den du selber nicht verstehst

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 19:05
Meiner ist richtig und ergibt wenigstens einen Sinn.Ich kann nur nicht nachvollziehen warum du den Satz des Pythagoras benutzt hast, mehr meinte ich nicht.


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Antwort von Liesterboy (ehem. Mitglied) | 26.08.2008 - 19:12
beide Lösungswege stimmen glaube ich, aber wie hast du(Tobby007) die Ableitung von (wurzel)sqrt x^2+(4-x^2)^2 gebildet?

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 19:17
"Meiner ist richtig und ergibt wenigstens einen Sinn."

das habe ich nie bezweifelt

"Ich kann nur nicht nachvollziehen warum du den Satz des Pythagoras benutzt hast, mehr meinte ich nicht."

das heißt für mich: entweder du kennst pythagoras nicht oder du kannst deine eigene rechnung nicht nachvollziehen, wobei die unkenntnis von pythagoras praktisch das zweite impliziert.

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 19:21
meinst du wie man von x^2+(4-x^2)^2 auf 4*x^3-14*x kommt?

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 19:29
ich kenne wohl pythagoras. ich war halt nur etwas irretiert, weil ich immer extremwertaufgaben mit 1.ableitung und 2.ableitung in verbindung bringe. als ich diese aufgabe hatte, wurde auch der satz des p. benutzt, das ist mir aber erst eben auf gefallen. wie gut das es in der mathematik mehrere wege zum ergebnis gibt. ich entschuldige mich, fall ich dich irgendwie angegriffen haben sollte

 
Antwort von GAST | 26.08.2008 - 21:39
eher müsste ich mich entschuldigen, aber gut...

es gibt hier tatsächlich einen alternativweg, der eventuell sogar etwas einfacher von der durchführung und etwas schwieriger vom verständnis ist.

eine gerade durch die beiden punkte O(0|0) und P(x0|y0), der auf y=4-x² liegt, geht, muss senkrecht auf einer tangente an den graphen von y=4-x² in P sein, d.h.:

m1*m2=-1.

m1 ist die steigung der tangenten, diese ist sicher f`(x0)=-2x0.

m2 ist die steigung der geraden durch den ursprung und durch P.

es gilt y0=m2*x0, mit y0=4-x0²;
m2=(4-x0²)/x0

(4-x0²)/x0*(-2x0)=-1

das kann man nun nach x0 auflösen. kommt (7/2)^(1/2) raus.

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