mehrdimensionale Analysis, Methode von Lagrange, minimalen Materialverbrauch berechnen?

3 Antworten

Hallo,

der Ansatz ist folgender:

Du addierst zu der Funktion, deren Extremwert gesucht wird - hier ist es die Funktion der Oberfläche des Gefäßes - die impliziten Funktion der Nebenbedingung, die mit einem Faktor lambda multipliziert wurde.

Implzit bedeutet, daß die Nebenbedingung so formuliert wird, daß eine Seited er Gleichung Null ergibt.

Hier soll das Volumen 0,5 sein.

Volumen Zylinder plus Halbkugel ist pi*r²*h+(2/3)pi*r³

Implizit: pi*r²*h+(2/3)pi*r³-0,5=0

Da dieser Term Null ergibt, ergibt auch lambda mal diesem Term Null.

Du darfst also zur Oberflächenformel dieses Produkt addieren, ohne irgendetwas zu verändern.

Du erhältst als Zielfunktion
Phi (r;h)=pi*r²+2*pi*r*h+2*pi*r²+lambda*(pi*r²*h+(2/3)pi*r³-0,5)

Die leitest Du partiell nach r, nach h und nach lambda ab, setzt diese drei Ableitungen auf Null und erhältst so ein Gleichungssystem, mit dem Du r und h (und auch lambda, dessen Wert Du allerdings nicht brauchst) berechnen kannst.

Zur Kontrolle: r=h=3.Wurzel (3/(10pi)).

Herzliche Grüße,

Willy


Eradikator  05.07.2020, 16:05

Ein bisschen Arbeit hättest du dem Fragesteller auch lassen können. So lernt er nix :-)

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Willy1729  05.07.2020, 16:08
@Eradikator

Die Hauptarbeit besteht im Berechnen der partiellen Ableitungen und im Lösen des Gleichungssystems. Da hat er noch genug zu tun.

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Die Methode ist an zig-tausenden Stellen beschrieben. Was verstehst du nicht? Hier ist der falsche Ort, um die tausend und erste Beschreibung hinzustellen.

Helfen kann man - lernen musst du es aber schon selbst.