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Aufgabe:

Gegeben ist der Punkt P(2/3), der im ersten Quadranten des Koordinatensystems liegt. Durch diesen Punkt wird eine Gerade so gelegt, dass sie die Koordinatenachsen im positiven Bereich schneidet.

Die positiven Koordinatenachsen und die Gerade begrenzen im 1. Quadranten ein rechtwinkliges Dreieck. Wie muss  die Gerade gelegt werden, um ein Dreieck mit einer Fläche von 49/4 FE zu erhalten?


Problem/Ansatz:

entweder denke ich zu kompliziert oder vergesse irgendetwas

jedenfalls komme ich nicht weit mit meinen ansätzen

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Gegeben ist der Punkt P(2/3), der im ersten Quadranten des Koordinatensystems liegt. Durch diesen Punkt wird eine Gerade so gelegt, dass sie die Koordinatenachsen im positiven Bereich schneidet.

Alle Geraden mit dieser Eigenschaft haben die Gleichung
y=m(x-2)+3 .

Berechne mit diesem Ansatz die (von m abhängenden) Schnittpunkte mit der x- und y-Achse und daraus den Flächeninhalt.

Alle Geraden mit dieser Eigenschaft haben die Gleichung
y=m(x-2)+3 .

mE genügt es nur m<0 zu betrachten.

3 Antworten

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Alternative zu meinem Kommentar: Alle beschriebenen Dreiecke mit dem gegebenen Inhalt haben außer dem Ursprung noch die Eckpunkte
(a|0) und (0|\( \frac{49}{2a} \)) mit a>0.

Man stellt die Gleichung der Geraden durch diese beiden Punkte auf und wählt a so, dass P(2|3) diese Gleichung erfüllt.

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Eine allgemeine lineare Funktion ist eine Funktion der Form

$$f(x)=mx+n$$


Du weißt, dass deine Funktion die y-Achse schneidet, d.h (n>3).

$$P_1(0|n)$$

Zudem ist gegeben:

$$P_2(2|3)$$


Demzufolge:

$$m=\frac{ Δf(x)}{ Δx}=\frac{3-n}{2-0}=\frac{3-n}{2}$$

Einsetzen in f(x) liefert:

$$f(x)=\frac{3-n}{2}*x+n$$

Nullstellenberechnung führt zu:

$$f(x)=0=\frac{3-n}{2}*x_0+n$$

$$-n=\frac{3-n}{2}*x_0$$

$$x_0=-\frac{2n}{3-n}$$


Deine lineare Funktion schließt mit den Koordinatenachsen eine Fläche ein (ein rechtwinkliges Dreieck mit einer Höhe von h=f(0)=n und einer weiteren Kathete mit der Länge l=x0).

Demzufolge:

$$A=\frac{1}{2}*h*l=\frac{1}{2}*n*x_0=\frac{1}{2}*n*(-\frac{2n}{3-n})=\frac{49}{4}$$

$$\frac{49}{2}=n*(-\frac{2n}{3-n})=-\frac{2n^2}{3-n}$$

$$\frac{147}{2}-\frac{49}{2}n=-2n^2$$

$$0=-2n^2+\frac{49}{2}n-\frac{147}{2}$$

$$0=n^2-\frac{49}{4}n+\frac{147}{4}$$

$$n_{1,2}=\frac{49}{8}±\sqrt{\frac{2401}{64}-\frac{147}{4}}$$

$$n_{1,2}=\frac{49}{8}±\frac{7}{8}$$

$$n_1=7$$

$$n_2=\frac{21}{4}$$


Einsetzen in die Gleichung für m:

$$m_1=\frac{3-n_1}{2}=\frac{3-7}{2}=-2$$

$$m_2=\frac{3-n_2}{2}=\frac{3-5,25}{2}=-\frac{9}{8}$$


Somit ergeben sich die Gleichungen:

$$f_1(x)=-2x+7$$

$$f_2(x)=-\frac{9}{8}x+5,25$$

Unbenannt3.png

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P ( 2 | 3 )
A = 49 / 4

y = m * x + b
3 = m * 2 + b
b ist der y-Achsenabschnitt und die Höhe des Dreiecks
b = 3 - m * 2
Nullstelle = Grundseite des Dreiecks
0 = m * x + b
x = -b / m
Dreieck
A = b  * x / 2
49/4 = [ ( 3  - m * 2 ) * (-1) * (  3 - m * 2 ) / m ] / 2

1.Lösung
m = -2
b = 7
x = 7/2

2.Lösung
m = -9/8
b = 21/4
x = 14/3

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