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Das Banner der Rhetos-Website: zwei griechische Denker betrachten ein physikalisches Universum um sie herum.

Extremwertaufgaben lösen

8 Aufgaben mit Lösungen

a) Weidefläche

  • An einem geraden Fluss soll eine rechteckige Weidefläche eingezäunt werden.


  • Die drei anderen Seiten benötigen allerdings Zaun.
  • Insgesamt hat man 120 Meter Zaunlänge zur Verfügung.
  • Wie lang und breit wird die Weidefläche, ...
  • wenn ihre Fläche maximal sein soll?

b) Pappkiste

  • Aus einer Pappfläche von einem Quadratmeter ...
  • soll eine Rechteckkiste mit maximalem Volumen hergestellt werden.
  • Wie lang, breit und hoch wird die Kiste?

c) Produkt

  • Die Zahl 100 soll in zwei Summanden zerlegt werden.
  • Das Produkt der Summanden soll möglichst groß werden.
  • Wie lauten die Summanden?

d) Differenz

  • Die Zahl 80 soll in zwei Summanden zerlegt werden.
  • Das Produkt der Summanden soll möglichst klein werden.
  • Wie lauten die Summanden?

e) Kurvenfläche

  • Man hat den Graphen der Funktion f(x)=4-0,5x.
  • Auf dem Graphen selbst sei frei beweglich der Punkt P.
  • Für P erlaubt sind nur x-Werte von 0 bis 8.
  • Von P ausgehend soll man sich eine waagrechte und ...
  • eine senkrechte Linie vorstellen. Diese zwei Linien ...
  • bilden mit der x- und y-Achse ein Rechteck.
  • Wo muss P auf der Geraden liegen, dass der ...
  • Flächeninhalt des Rechtecks maximal wird?

f) Raviolidose

  • Eine zylindrische Dose soll ein Volumen von 850 ml haben.
  • Die Bleckdicke und mögliche Wulste und Falzen werden vernachlässigt.
  • Der Blechverbrauch und damit die Dosenoberfäche soll minimal sein.
  • Wie hoch ist die Dosen und welchen Durchmesser hat sie dann?

g) Wassertank mit Boden

  • Ein kleiner zylindrischer Wassertank soll 2500 Liter fassen.
  • Er soll einen kreisförmigen Boden haben, aber keinen Deckel.
  • Berechne die Höhe und den Durchmesser, sodass der Material-
  • verbrauch für Boden und Mantel möglichst gering ist.

h) Wassertank ohne Boden

  • Bei der folgenden Aufgabe wird etwas Ungewohntes auftreten.
  • Zeichne den Graphen der Zielfunktion und versuche ihn zu interpretieren.
  • Auf einen felsigen Untergrund soll ein zylinderförmiger Wassertank gesetzt werden.
  • Als Boden des Tank kann der Fels genommen, man benötigt kein Bodenmaterial.
  • Der Tank hat auch keinen Decke, man benötigt nur die seitliche Mantelfäche.
  • Beschreibe in Worten, wie man den Tank bauen müsste, dass man ...
  • möglichst wenig Material für ihn braucht.

Lösungen


Lösungen


a) Länge 60 m, Breite 30 m
b) Würfel mit Kantenlänge von etwa 40,8 cm
c) 50 und 50
d) 80 und 0
e) P(4|2)
f) Höhe und Durchmesser jeweils 10,266 cm
g) Höhe etwa 9,3 dm und Durchmesser etwa 18,6 dm
h) Es gibt keine Optimum. Es gilt: je größer der Durchmesser, desto weniger Material