Matematik
Optimering
Godaften,
En kasse uden låg har kvadratisk bund. Rumfanget af kassen er 32 dm3. På figuren betegner x sidelængden i den kvadratiske bund, og h betegner kassens højde. Bestem h udtrykt ved x. Bestem den værdi af x, som gør kassens samlede overfladeareal mindst muligt.
Jeg har bestemt h udtrykt ved x:
320cm = rumfang
320cm = h * x * x
Solve(320=h * x * x,h) <=>
h = 300 / x2
At bestemme den værdi af x, som gør kassens samlede overfladeareal mindst muligt, har jeg problemer med :(
Hjælp ville ikke være dårligt.
På forhånd, tak
Svar #1
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
Rumfanget er angivet til 32dm3 , ikke 320 cm .
Man behøver vel ikke lommeregner for at isolere x i en så simpel ligning som
32dm3 = h·x2
Du skal lade være med at lave konstanterne om midt i udregningerne.
h = 32dm3/x2
Beregn nu kassens overfladeareal, først udtrykt ved h og x, og dernæst indsættes ud trykket for h i overfladearealet, der så er en funktion af x alene.
Svar #3
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
Men jeg forstår ikke hvordan det kan udtrykkes ved h da overfladearealet = x2. Vil det sige, at der kommer til at være en ligning, som hedder:
x^2 = 32/x^2... eller hvordan?
Svar #4
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#3
Opstil først udtrykket for overfladearealet. Der er tale om en kasse uden låg, så overfladen består af 5 rektangler, hvis arealer skal beregnes og lægges sammen.
Svar #5
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
Det vil altså sige x^2 + x^2 + x^2 + x^2 + x^2 = x^10 ≈ A = x^10
Svar #6
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#5
Nej, det er ikke rigtigt. Den ene side (bunden) er kvadratisk med siden x; mens de øvrige 4 sider er kongruente rektangler med siderne x og h .
Det er heller ikke korrekt, at x2 + x2 + x2 + x2 + x2 = x10 (forkert). Dette er en højst uautoriseret potensregneregel.
Svar #7
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
Okay, jeg forsøger igen:
A = xh + xh + xh + xh + x^2 = x^2 + 4xh
Svar #8
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#7
Ja, det er korrekt. Indsæt nu udtrykket for h heri og bestem minimum af A som funktion af x .
Svar #9
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
x^2 + 4xh = 32 / x^2 - denne ligning skal løses i henhold til x? Hvad menes der med, at man skal bestemme minimum af A? At man skal sætte overfladearealformlen = 0?
Svar #10
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#9
Nej du blander tingene sammen. Du har udtrykket for overfladearealet
A = x2 + 4xh .
Heri indsættes udtrykket for h = 32dm3/x2 , så man får A som en funktion A(x) af x alene. Man finder så minimum for A(x) ved at løse ligningen A'(x) = 0 .
Svar #11
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
A(32/x^2) = (32/x^2)^2 + (4 * (32/x^2) * (32/x^2))... så udtrykket for h erstatter x' plads - altså, at man bestemmer A(x).
Svar #12
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#11
Jeg fatter ikke, hvad du laver her. Genlæs #10. Vi har
A = x2 + 4xh
og desuden
h = 32dm3/x2 , som indsættes i udtrykket for A til
A(x) = x2 + 4x·32dm3/x2 = x2 + 128dm3/x
Find nu minimum for A(x) ved at løse ligningen A'(x) = 0 .
Svar #13
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
Min lommeregner kan ikke differentiere: x^2 + 128 / x :(. Dette er en opgave uden hjælpemidler. 2x + 128, er det ikke resultatet?
Svar #14
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#13
Man skal da heller ikke bruge lommeregner til den slags simple ting. Benyt formlen (xn)' = n·xn-1 . Dit resultat er ikke rigtigt.
Svar #15
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
A´(x) = 2 * x^2-1 + 128 = 2x. K = 128 forsvinder og dermed står 2x alene, ikke sandt?
Svar #16
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#15
Nej, det er ikke korrekt. Benyt formlen i #14 med n = -1 .
(1/x)' = (x-1)' = (-1)·x-2 = -1 / x2
Svar #17
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
Det vil altså sige, at den differentierede funktion giver -1 / x^2, fordi k forsvinder? så nu skal jeg bestemme A´(x) = 0
Svar #18
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#17
Hvad er det for et k, du taler om?
Funktionen A(x) indeholder to led, og hvert led giver et bidrag til den afledede A'(x) .
A(x) = x2 + (128dm3)/x
A'(x) = 2x -(128dm3)/x2
Løs nu ligningen A'(x) = 0 .
Svar #19
17. marts 2011 af Ristedorte (Slettet)
Ligningen A'(x) = 0 løses:
2x - (128dm3) / x2 = 0 <=>
solve(2x-128/x2=0,x) <=>
x = 4
Svar #20
17. marts 2011 af Andersen11 (Slettet)
#19
Ja, din lommeregner har regnet rigtigt. Men du skulle nu kunne løse den ligning uden lommeregner.
