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Lösung 1.3:4

Aus Online Mathematik Brückenkurs 2

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{{Abgesetzte Formel||<math>A''\bigl( 1/\!\sqrt{3}\bigr) = -6\cdot\frac{1}{\sqrt{3}} < 0\,,</math>}}
{{Abgesetzte Formel||<math>A''\bigl( 1/\!\sqrt{3}\bigr) = -6\cdot\frac{1}{\sqrt{3}} < 0\,,</math>}}
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also hat die Fl&auml;chenfunktion an der Stelle <math>x=1/\!\sqrt{3}</math> ein lokales Maximum.
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also hat die Flächenfunktion an der Stelle <math>x=1/\!\sqrt{3}</math> ein lokales Maximum.
Also ist der optimale Punkt <math>P</math>
Also ist der optimale Punkt <math>P</math>
{{Abgesetzte Formel||<math>P = \Bigl(\frac{1}{\sqrt{3}}, 1-\Bigl(\frac{1}{\sqrt{3}} \Bigr)^2\, \Bigr) = \Bigl(\frac{1}{\sqrt{3}}, \frac{2}{3} \Bigr)\,\textrm{.}</math>}}
{{Abgesetzte Formel||<math>P = \Bigl(\frac{1}{\sqrt{3}}, 1-\Bigl(\frac{1}{\sqrt{3}} \Bigr)^2\, \Bigr) = \Bigl(\frac{1}{\sqrt{3}}, \frac{2}{3} \Bigr)\,\textrm{.}</math>}}

Aktuelle Version

Wir nennen die x-Koordinate des Punktes P x. Die y-Koordinate ist dann 1x2, da P auf der Kurve y=1x2 liegt.

Die Fläche des Rechtecks ist

A(x)=(Basis)(Höhe)=x(1x2)

Wir wollen diese Fläche maximieren.

Wir sehen, dass P im ersten Quadranten liegen muss. Also x0 und y=1x20. Wir wissen nun, dass x1 ist. Also suchen wir das Maximum von A(x) im Bereich 0x1.


Lokale Extremstelle der Fläche sind entweder:

  1. stationäre Stellen mit f(x)=0,
  2. singuläre Stellen, in denen die Funktion nicht differenzierbar ist, oder
  3. Randstellen.

Die Funktion A(x)=x(1x2) ist überall differenzierbar, also kommt der zweite Fall nicht in Frage. Die Randstellen A(0)=A(1)=0 können aber lokale Extremstellen sein (offenbar lokale Minima).

Die Ableitung der Funktion ist

A(x)=1(1x2)+x(2x)=13x2

und wir erhalten die Gleichung x=13  für die stationären Stellen.
Nur die Lösung x=13  erfüllt aber 0x1.

Die zweite Ableitung A(x)=6x hat in der stationären Stelle den Wert

A13=6130 

also hat die Flächenfunktion an der Stelle x=13  ein lokales Maximum.

Also ist der optimale Punkt P

P=131132=1332.