Optimierung von kombinierten Flächen
Hier wird's interessanter: Du hast 40 Meter Schnur und teilst sie zwischen einem Kreis und einem Quadrat auf. Beide Gesamtflächen sollen zusammen möglichst klein werden.
Die Hauptbedingung ist A(r,x) = πr² + x² (Kreisfläche plus Quadratfläche). Deine Nebenbedingung: 2πr + 4x = 40m (beide Umfänge zusammen).
Löse die Nebenbedingung nach x auf: x = 2,5 - ½πr. Eingesetzt in die Hauptbedingung ergibt das eine komplizierte Zielfunktion: A(r) = πr² + 2,5−½πr².
Nach dem Ableiten und Nullsetzen findest du r ≈ 0,7m. Das setzt du zurück in die Nebenbedingung ein und erhältst die optimale Aufteilung der Schnur.
Tipp: Bei komplexeren Extremalproblemen wird die Algebra schnell unübersichtlich - arbeite Schritt für Schritt!
Diese Art von Optimierungsproblemen begegnet dir später in Physik und Wirtschaft ständig.