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Hallo, ich habe die Aufgabe bekommen einen Graphen zu modellieren, der die Höhe und Länger einer Tiefgaragenausfahrt beschreibt. Dabei soll diese Funktion Höhe (y-Achse) und Länge (x-Achse) so beschreiben, dass ein realistischer Übergang in eine Straße möglich ist und die Steigung auch nicht zu hoch ist. Des weiteren sollte der Graph ein Polynom 3. Grades sein.

Die Höhe der Straße liegt bei 1.4m und die Länge der Ausfahrt bei 9.2m.

So ungefähr würde die Auffahrt eben aussehen:

Es ist mir natürlich direkt in den Sinn gekommen das Graphisch am PC zu lösen und ich habe auch einige Überlegungen getroffen, aber kriege es nicht vollständig gut modelliert - vor allem der mathematische Weg fehlt da mehr oder weniger..

Das wäre die Funktion g(x) = 0.01x^2+0.07x-1.4 + eine Konstante (Ich weiß - dies ist ein Polynom 2. Grades..). Alles in den Definitionsbereichen eben eingeschränkt, damit nur das nötigste zu sehen ist. Als makante Punkte habe ich T(0|-1.4), H(9.2|0). Ich würde hier gerne einen Wendepunkt bei W(4.6|y) einbauen, weiß aber nicht ganz wie - der Übergang auf die Straße soll eben besser verlaufen. Des weiteren habe ich auch schon versucht es rechnerisch zu lösen, wobei ich mit f(x) = ax^3+bx^2+cx+d , f'(x) und f''(x) gearbeitet habe. Vielleicht kann mir ja jemand helfen den Graphen mathematisch herzustellen.. ;)

 

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Ein Polynom dritten Grades hat die Form \(f(x)=ax^3+bx^2+cx+d,\: f'(x)=3ax^2+2bx+c\).

Setzt man die Garageneinfahrt in den Koordinatenursprung ergeben sich die Gleichungen

\(\text{I}: f(0)=0\\
\text{II}: f'(0)=0\)

Geht man entlang der x-Achse 9.2m (1LE = 1m) nach rechts und 1.4m nach oben, so muss gelten

\(\text{III}: f(9.2)=1.4\)

Wenn die Einfahrt dort kein Gefälle haben soll, kann man setzen

\(\text{IV}: f'(9.2)=0\)

Aus diesen vier Gleichungen kannst du durch einsetzen in die obige allg. Form ein LGS mit drei (zwei) Unbekannten erstellen und lösen.


Mit dem Wendepunkt kannst du im Anschluss schauen, ob du diesen evtl. "geschenkt" bekommst.

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Dankeschön, habs hinbekommen ;).   ─   johnuxus 06.03.2020 um 07:39

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