0

0/12

13 Differentialrechnung

0/12/3

13.3 Anwendung der Differentialrechnung

0/12/3/7

13.3.7 Extremwertaufgaben

0/12/3/7/5 .
Beispiel 13 - 94
Gegeben ist eine Lampe mit der Lichtstärke L.


PIC .

Abbildung 1: Lampe am Tisch

In Punkt P gilt für die Helligkeit:
B = L r-2 sin α
gesucht ist die maximale Ausleuchtung des Tischrandes.
Wie hoch muss die Lampe aufgehängt werden?
.

Lösungsweg: Drücke alle Terme in h aus!
r = R2 + h2
sin α = h r = h R2 +h2
B = L r-2 h R2 +h2
= L h R2 +h23 2

B(h) = 0

B = L (R2 + h2)3 2 - 2h2(R2 + h2)1 2 3 2 (R2 + h2)3

= L(R2 + h2) - 2h2 3 2 (R2 + h2)5 2

= L (R2 + h2)3 2 - 3Lh2 (R2 + h2)5 2

L (R2 + h2)5 2 (R2 + h2)5 2 = 3Lh2 (R2 + h2)5 2

R2 + h2 = 3h2

R2 = 2h2

h = R 2

B = -3 2 2L 2h (R2 + h2)5 2 -12Lh(R2 + h2)5 2 - 6Lh2 5 2(R2 + h2)3 2 2h (R2 + h2)5 2

= - 6Lh (R2 + h2)5 2 - 12Lh (R2 + h2)5 2 + 30Lh3 (R2 + h2)7 2

= - 18Lh (R2 + h2)5 2 + 30Lh3 (R2 + h2)7 2


B(h = R 2) = - 18LR 2 (3 2R2)5 2 + 30LR3 2 2 (3 2R2)7 2

= L - 18 R 3 2R2 + 30 2 R2 2 2 2 (3 2R2)7 2 < 0, da

- 9 3 + 15 2 < 0

d.h. h = R 2 ist ein Maximum.

.

Teilen