Max. Volumen Zylinder+Halbkugel?

1 Antwort

Die Oberfläche des Zylinders ist Az = 2 * π * r * h + 2 * π * r^2 und die Oberfläche der Halbkugel ist Ahk = 3 * π * r^2
Daher ist die Gesamtoberfläche des Objekts A = Az + Ahk = 2 * π * r * h + 5 * π * r^2 = 1m^2

schon, aber beim Zusammensetzen verschwinden der Deckel des Zylinders und der Boden der Halbkugel. die „5“ sollte also eher eine „3“ sein.

Du kannst die Gleichung V=1 ganz einfach nach h auflösen:

2πrh + 3πr² = 1 ⇔ h = (1−3πr²) / (2πr)

Und dieses h setzt Du in die Formel für V ein:

V = πr²·(1−3πr²)/(2πr) + 2/3πr³ = r/2 − 3/2πr³ + 2/3πr³ = r/2 − 5/6πr³

Bestimme jetzt die Ableitung von V(r) und setze sie =0. Das bringt Dir r₁,₂=±1/√(5π), wobei der positive Wert ein Hochpunkt ist (weil die Parabel V' nach unten geöffnet ist).

Das zu r₂ passende h liefert Dir wieder die obige Formel für h:

h = (1−3π/(5π)) / 2π · √(5π) = √(5π)


ralphdieter  13.01.2023, 14:00

Tippfehler in der Antwort:

Du kannst die Gleichung A=1 ganz einfach nach h auflösen:
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LucidLio99 
Beitragsersteller
 12.01.2023, 10:41

und kannst du genau den rechenweg zur ableitung von v(r) erklären

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ralphdieter  13.01.2023, 13:59
@LucidLio99

Für solche Optimierungsaufgaben solltest Du die Kurvendiskussion im Schlaf können:

V(r) = r/2 − 5/6πr³ soll maximal werden:

V'(r) = 1/2 − 5/2πr² = 0 ⇔ 5πr² = 1 ⇔ r₁,₂ = ±1/√(5π)

r₁ < 0 ist uninteressant.

V"(r) = −5πr, V"(r₂) < 0 ⇒ Hochpunkt bei r₂.

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LucidLio99 
Beitragsersteller
 12.01.2023, 10:39

danke. und r?

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