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Flugbahn eines Golfballs
Die gegebene Gleichung für die Flugbahn eines Golfballs lautet
y=−0,004x2+0,5x, wobei
y die Höhe und
x die horizontale Entfernung in Metern angibt.
a) Höhe über der 50m-Markierung
Um die Höhe des Golfballs über der 50m-Markierung zu berechnen, setzen wir
x=50 in die Gleichung ein:
y=−0,004⋅502+0,5⋅50
Erst berechnen wir
−0,004⋅502:
=−0,004⋅2500=−10
Dann berechnen wir
0,5⋅50:
=25
Addiere nun beides:
y=−10+25=15
Also beträgt die Höhe des Golfballs über der 50m-Markierung
15 Meter.
b) Reichweite des Golfballs
Um die maximale Reichweite des Golfballs zu finden, müssen wir den Punkt
x berechnen, an dem
y=0 ist, da dieser Punkt das Landen des Balls auf dem Boden repräsentiert.
Setzen wir
y=0 in die Gleichung:
0=−0,004x2+0,5x
Dies ist eine quadratische Gleichung, die in die Standardform
ax2+bx+c=0 passt, wo
a=−0,004,
b=0,5, und
c=0.
Um die Gleichung zu lösen, verwenden wir die Lösungsformel für quadratische Gleichungen:
x=2a−b±b2−4ac
Einsetzen der Werte gibt:
x=2(−0,004)−0,5±(0,5)2−4(−0,004)(0)
Vereinfachen ergibt:
x=−0,008−0,5±0,25
Ein positives Ergebnis für
x wäre physisch sinnvoll (wir ignorieren die negative Lösung):
x=−0,008−0,5±0,5
Wenn wir das positive Vorzeichen für die Quadratwurzel wählen, annullieren sich die Terme im Zähler, was bedeutet, dass wir das negative Vorzeichen wählen sollten:
x=−0,008−0,5−0,5=−0,008−1=125
Somit fliegt der Golfball eine maximale Reichweite von
125 Metern bevor er den Boden erreicht.