Dann verwendet man die quadratische Ergänzung mit 1 0 2 10^2. Nun stellt man die binomische Formel auf. Am Schluss multipliziert man − 1 -1 wieder in die Klammer. 3. Lösung angeben: Nun kann man den Scheitelpunkt S S direkt ablesen, und zwar: Die x x -Koordinate des Scheitels ist die gesuchte Seite a a des rechteckigen Geheges, aber Vorsicht, die y y -Koordinate ist nicht die Seite b b, weil die Funktion A A den Flächeninhalt berechnet, das heißt, die y y -Koordinate des Scheitels ist der größtmögliche Flächeninhalt des Geheges. Termumformungen - Extremwerte, quadratische Ergänzung - Mathematikaufgaben und Übungen | Mathegym. Möchte man nun also die Seite b b des Rechtecks berechnen, setzt man einfach die Seite a a in die Formel von oben ein und erhält: b \displaystyle b = = 20 − a \displaystyle 20-a ↓ a a einsetzen = = 20 − 10 \displaystyle 20-10 = = 10 \displaystyle 10 Also bekommt man den größtmöglichen Flächeninhalt, wenn die Seite a a 10 10 Meter lang ist und die Seite b b auch 10 10 Meter lang ist. Merke Quadrat als besonderes Rechteck Das Rechteck, welches mit einem bestimmten Umfang die größtmögliche Fläche einschließt, ist ein Quadrat.
Eine Extremwertaufgabe ist eine Problem- oder Fragestellung, bei der etwas unter einer bestimmten Bedingung maximiert, oder minimiert werden soll. Das heißt, man sucht den größten oder kleinsten Wert einer Funktion. Möchte man eine Extremwertaufgabe mithilfe einer quadratischen Ergänzung lösen, braucht man immer eine quadratische Funktionsgleichung (Parabel). Erklärung anhand einer Aufgabenstellung Aufgabe Der Bauer Peter hat ein großes Grundstück und möchte auf diesem ein Gehege für seine Ziegen aufstellen. Er hat in der Garage noch 40 Meter Maschendrahtzaun liegen und möchte mit diesem eine möglichst große Fläche für seine Tiere umzäunen. Wie groß ist der maximale Flächeninhalt, den Peter mit seinem Zaun einschließen kann? 1. Funktion aufstellen, die die angegebene Problemstellung löst! Um ein großes Gehege muss der Flächeninhalt der größtmögliche sein. Also überlegt man erst einmal, wie du eine Funktion aufstellen kannst, welche die Fläche ausrechnet. In diesem Fall hier wollen wir die Fläche eines Rechtecks ausrechnen mit den Seitenlängen a und b, deshalb kann man den Flächeninhalt A A über die Flächeninhaltsformel für Rechtecke ausrechnen: A = a ⋅ b A=a\cdot b.
Es gilt also, das der Faktor vor der Klammer erst mit dem 1. Summanden \( (x-3, 5)^2 \) und dann mit dem 2. Summanden \( -12, 25 \) multipliziert wird. \( \begin{align*} &= \color{red}{- 5} \cdot [ \underbrace{\color{orange}{(x-3, 5)^2}}_{} \underbrace{\color{orange}{-12, 25}}_{}] + 8 \\[0. 8em] &= \color{red}{- 5} \cdot \color{orange}{(x-3, 5)^2} \color{red}{-5} \cdot (\color{orange}{-12, 25}) + 8 \end{align*}\) Der komplette Term wird nun noch soweit wie möglich vereinfacht. Dazu rechnet man die letzten drei Terme zusammen. \( \begin{align*} &=-5 \cdot (x-3, 5)^2 \color{red}{-5 \cdot (-12, 25) + 8} \\[0. 8em] &= -5 \cdot (x-3, 5)^2 \color{red}{+ 69, 25} \end{align*}\) Nun ist der Term vollständig in die Scheitelform umgeformt und der Extremwert lässt sich auslesen. Das Maximum/Minimum erkennt man am Faktor vor der Klammer (wenn < 0 dann Maximum, wenn > 0 dann Minimum), der entsprechende maximale/minimale Termwert erhält man von der Zahl ohne Variable und den zugehörigen Wert von x erhalten wir vom Gegenwert der Zahl aus der Klammer.
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