Nennen wir die gesuchte Funktion \(g\). Wenn nun \(m_d\) der maximale Wert von \(f_d\) ist, also die maximale Wirkung (in Abhängigkeit von \(d\)), dann ist die Funktion gegeben durch \(g(d)=m_d \).
Es gilt also, das Maximum von \(f_d\) zu bestimmen. (Wir nehmen an, dass \(d>0\) ist. Das ergibt im Sachzusammenhang Sinn und ansonsten bekommen wir später Schwierigkeiten mit der Wurzel)
Es gilt
\( f_d^{\prime}(t) = \frac{1}{1000} (10d-t^2) e^{ - \frac{t^2}{20d}} \)
und somit \( f_d^{\prime}(t)=0 \Leftrightarrow 10d - t^2 = 0 \Leftrightarrow t = \pm \sqrt{10d} \)
Man kann nun nachrechnen, dass \( f_d^{\prime \prime}(- \sqrt{10d}) > 0 \) und \( f_d^{\prime \prime}( \sqrt{10d}) < 0 \) ist. An der Stelle \( t = \sqrt{10d} \) liegt also ein Maximum vor. Der maximale Wert ist
\( m_d = f( \sqrt{10d} ) = \sqrt{ \frac{d^3}{1000e} } \)
Die gesuchte Funktion lautet somit
\( g(d) = \sqrt{ \frac{d^3}{1000e}} \)
Ich hoffe, dass das Prinzip klar geworden ist und dass du fehlende Details ggfs. selbst ausarbeiten kannst. (Außerdem hoffe ich, dass ich mich nicht irgendwo verrechnet habe)