Differenzialrechnung

Aufrufe: 3187     Aktiv: 15.03.2020 um 18:03

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Hallo ich hab mit folgender Aufgabe Schwierigkeiten und würde mich darüber freuen wenn mir jemand erklären könnte was ich machen muss.:

Ein Wirtschaftsweg wurde über ein Tal geführt. Er hat eine Konstante Steigung von 10 %. Die Fahrbahnplatte liegt auf einem parabelförmigen Bogen auf  (Angaben in Metern)

a) Berechne die Koordinaten des Punktes A, bei dem die Platte am Bogen aufliegt.

b) Gib eine Gleichung für die Unterkante der Fahrbahnplatte an.

c) Die Stellen, bei denen der Brückenbogen orthogonal auf die Verankerung trifft, sind rechts 20 m und links 24 m von der Symmetrieachse der Parabel entfernt. Gib jeweils die Gleichungen für die Oberseite der Verankerungen an.

 

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Als allererstes müssen wir die Gleichung der Parabel aufstellen. Diese geht durch den Ursprung, hat also die Form \(f(x)=y=ax^2\). Das \(a\) können wir bestimmen, indem wir einen Punkt (z.B. \((16|-8)\)) auf der Parabel einsetzen und nach \(a\) auflösen. 

a) Der Weg ist Tangente an die Parabel. Wir suchen also den Punkt, an dem die Parabel die Steigung 10% hat, oder mit anderen Worten die Lösung von \(f'(x)=0.1\). Um auf die y-Koordinate zu kommen, musst du dein \(x\) das du erhalten hast, in die Funktion einsetzen.

b) Du weißt, dass die Fahrbahn eine Gerade ist, also von der Form \(y=mx+t\). \(m\) ist in der Aufgabenstellung als \(0.1\) gegeben. Da \(A\) darauf liegt, kannst du diesen Punkt einsetzen, um den Parameter \(t\) zu bestimmen.

c) Gesucht sind die Normalen an die Parabel bei \(x=20\) und \(x=-24\). Um diese aufzustellen, solltest du eine Formel oder ein Verfahren kennen.

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