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Ein sparsamer Glaser möchte für ein Dachgaubenfenster zwei solche Glasscheiben (Maße der Abbildung in m)
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aus einer rechteckigen Glasplatte mit den Maßen 2 m × 2,83 m ausschneiden. (Eine Scheibe wird begrenzt von der Koordinatenachse und der Parabel mit der Gleichung f(x)= - x2/2+2). Zeige, dass dies gelingen kann.

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Hallo Roland,

ich spiegele das Parabelstück an der x-Achse und drehe es um 90° nach rechts (orange Linie), die dann um 180 Grad gedreht und 2 Einheiten nach rechts sowie 2,83 Einheiten nach oben verschoben wird.

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Grüße, Silvia

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Hallo :-)

Im Prinzip musst du das zweite Glasstück ,,passend" hinschieben. Ok, Drehen wäre vielleicht auch möglich, aber das würde sehr sehr eklig vom Rechnen werden. Du suchst also Parameter \(a,b,c\in \mathbb{R}\), sodass du für \(a\cdot f(x+b)+c\) dieselbe Flächengröße bekommst, sich auf der rechteckigen Glasplatte befindet, aber beide Flächengrenzen sich bestenfalls nur berühren. Nun soll aber die Grundform nicht verbogen werden, sodass schonmal \(a\in \{-1,1\}\) gilt:

Bildschirmfoto von 2021-04-22 17-52-07.png

Für \(a=1\) wird das schonmal nicht klappen, da das Rechteck nur \(2.83\) m breit ist.

\(f(x_b)=1\), also \(-\frac{1}{2}\cdot x_b^2+2=1\quad \Rightarrow x_b=\sqrt{2}\approx 1.4142\).

Also ist \(x_b\) fast mittig. Jetzt kannst du \(g\) so wählen, sodass \(x_b\) gemeinsamer Berührpunkt mit \(f\) ist. Dann hast du also eine Verschiebung von \(2\cdot \sqrt{2}\approx 2.8284<2.83\) für \(g\). Da das Brett sogar \(2.83m\) breit ist, empfiehlt es sich eine Verschiebung von \(2.83\) für \(g\) zu wählen, weil es einfacher mit dem Rechnen wird. Außerdem schneiden sich so beide Funktionen in keinem Punkt.

Insgesamt hat man \(g(x)=-f(x-b)=\frac{1}{2}\cdot (x-2.83)^2\).

Jetzt kann man noch die folgenden Integrale berechnen:

\(\int_0^2 f(x)\ dx=...=\frac{8}{3}\) und

\(\int_{\underbrace{2.83-2}_{=0.83}}^{2.83} (2-f(x-2.83))\ dx=...=\frac{8}{3}\)

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Vor einer Stunde, wäre deine Antwort die beste gewesen.

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