Matematik

Optimeringsopgave

05. januar 2008 af Malfoy (Slettet)
Hej,
Nogle der lige vil give mig nogle hints til denne matematikopgave med hjælpemidler:


Der skal laves en ny skulptur i Odense i anledningen af H.C. Andersens 200 års fødselsdag.
Skulpturen skal være et symbol på forfatterens eventyr "Toppen og bolden", og den konstrueres som en kegle med en grundfladeradius r og højden h og med en kugle, der har en radius på 0,5 meter. "Bolden" findes allerede, og keglen skal konstrueres således, at den har samme rumfang som kyglen.



a) Gør rede for, at funktionen ____, beskriv keglens overfladeareal, som funktion af keglens radius.
Dette har jeg gjordt!


Skulpturen skal forgyldes, og man ønsker derfor at konstruere keglen, så overfladen bliver så lille som mulig.


b) Bestem den radius, der gør keglens overfladeareal mindst mulig, og bestem den tilsvarende højde for keglen.
Jeg har ikke nogle ideer til, hvordan jeg kan løse denne del af opgave... Håber derfor der er andre der har :)





På forhånd mange tak,
Malfoy

Brugbart svar (0)

Svar #1
05. januar 2008 af dnadan (Slettet)

Løs O'(r)=0, hvorefter det vises, at der er tale om et minimum(dvs. fortegnene for O'(r) er - 0 +)

Herefter kan h findes ved indsættelse.

Svar #2
05. januar 2008 af Malfoy (Slettet)

Funktionen der er tale om - er følgende: http://peecee.dk/upload/view/88599


Malfoy

Svar #3
05. januar 2008 af Malfoy (Slettet)

#1) Altså skal jeg bare differentiere udtrykket og herefter isolere h i formlen - ik?

Brugbart svar (0)

Svar #4
05. januar 2008 af dnadan (Slettet)

Differentier og løs ligningen O'(r)=0, hvorefter det vises, at der er tale om et minimum(dvs. fortegnene for O'(r) er - 0 +)

h efter du har fundet r.

Svar #5
05. januar 2008 af Malfoy (Slettet)

Ved differentitation af udtrykket får jeg: http://peecee.dk/upload/view/88602

x'erne er r'erne.



Hvad skal jeg så helt præcis gøre for at finde h? Sorrey, men ejg er lidt ude på herrens mark :S

Brugbart svar (0)

Svar #6
05. januar 2008 af mathon

V_kugle = (4/3)*pi*r^3 = (4/3)*pi*(1/2)^3 = pi/6

V_kegle = (1/3)*h*r^2 = pi/6

h*r^2 = pi/2

h = (pi/2)*r^(-2) og dermed
h^2 = [(pi/2)*r^(-2)]^2 = (pi/2)^2*r^(-4)

kegleoverfladen
Ov = s*pi*r, hvor s = sqr(h^2+r^2) (s er sidelinjen)

Ov(r) = sqr((pi/2)^2*r^(-4)+r^2)*pi*r = pi*sqr[(pi^2/4)*r^(-2)+r^4]

Ov'(r) = pi/(2*sqr[(pi^2/4)*r^(-2)+r^4])*[(pi^2/4)*r^(-2)+r^4]' =

-2pi((pi^2/4)*r^(-3)+4r^3)/(2*sqr[(pi^2/4)*r^(-2)+r^4]) =

-pi((pi^2/4)*r^(-3)+4r^3)/(sqr[(pi^2/4)*r^(-2)+r^4])

mulighed for minimum er i ekstremapunkter, dvs. Ov'(r)=0

-pi((pi^2/4)*r^(-3)+4r^3)/(sqr[(pi^2/4)*r^(-2)+r^4]) = 0

-pi((pi^2/4)*r^(-3)+4r^3) = 0 .....der multipliceres med r^3

-pi((pi^2/4)+4r^6) = 0, hvoraf

4r^6 = pi((pi^2/4) = (pi^3/4)

r^6 = (pi^3/16)

r = (pi^3/16)^(1/6)

Svar #7
05. januar 2008 af Malfoy (Slettet)

mathon: Tak for hjælpen - men jeg forstår altså ikke ret meget af det du laver :S Kunne du uddybe det lidt?



Malfoy

Brugbart svar (0)

Svar #8
05. januar 2008 af dnadan (Slettet)

Først findes O'(r) hvorefter han løser O'(r)=0 for dig.

Svar #9
05. januar 2008 af Malfoy (Slettet)

#8

"hvorefter han løser O'(r)=0 for dig"

- Det er en af grundende til, at jeg ikke ikke gider spørge om hjælp herinde, da det nogle gange kan resulterer, at folk bare laver det for en.

Jeg forstår stadig hat :) Jeg vil nu prøve at skrive det ned for at se om det giver mening på den måde.


Malfoy

Brugbart svar (0)

Svar #10
05. januar 2008 af dnadan (Slettet)

#9
Du kunne skrive, at et helt eller to ville være fint til at komme videre.

Men det er generelt ikke alle, der går så langt som mathon gør.

Brugbart svar (0)

Svar #11
14. januar 2008 af Østjyden (Slettet)

Det er en fejl.

Det er IKKE
V_kegle = (1/3)*h*r^2 = pi/6

Men
V_kegle = (1/3)*pi*h*r^2 = pi/6

Hvorfor resten nødvendigvis også er forkert, selvom princippet er korrekt.

Brugbart svar (0)

Svar #12
26. november 2012 af LLLLLLLLLLLLLLLL

#6

 Hvordan ved du at

s = √(r2 + h2 ) ?


Edit: jeg tænke mig om og så selvfølgelig, at der dannes en retvinklet trekant i keglen med s som hypotenusen


Brugbart svar (0)

Svar #13
26. november 2012 af LLLLLLLLLLLLLLLL

tænkte*


Skriv et svar til: Optimeringsopgave

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.