Extrema und Lösen von Gleichungen

Aufrufe: 578     Aktiv: 17.06.2020 um 12:05

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Ich habe Probleme mit dieser Aufgabe. 
Dieses Thema ist mir noch recht neu und ich weiß nicht recht wie ich vorgehen soll.

Ein Kanal habe einen trapezförmigen Querschnitt, dessen Fläche A gegeben ist. Wie müssen Basisbreite a, Höhe h und Böschungswinkel α gewählt werden, damit der benetzte Umfang ein Minimum wird?


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Student, Punkte: 10

 

Hallo.
Ist mit Böschungswinkel einer der Basiswinkel im Trapez gemeint?
Grüße
  ─   1+2=3 17.06.2020 um 07:42
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Der benetzte Umfang ist die Summe der Seiten unter Wasser. Das ist die Basis, plus zweimal die Böschungslänge. Nennen wir die obere Seite b. Eine Skizze hilft.

Es gilt grundsätzlich, dass

\(A= \frac{1}{2}\cdot (a + b) \cdot h\)

Außerdem ist der Böschungswinkel gegeben durch

\(arctan\left(\frac{\frac{1}{2}\cdot(b-a)}{h}\right)\)

und die Länge der Böschung

\(\sqrt{\left(\frac{1}{2}\cdot(b-a)\right)^2 + h^2}\)

Mit diesen Informationen solltest du ein Optimierungsproblem formulieren können (Lösung: Extremstellen finden).

Nur mal so als Gedankenanstöße.

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