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Zylinder Volumen und Oberfläche einfach erklärt - Mit Rechner und Aufgaben

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Manuel Eßer

29.11.2021

Mathe

Extremwertprobleme + Steckbriefaufgaben

Zylinder Volumen und Oberfläche einfach erklärt - Mit Rechner und Aufgaben

Here's the SEO-optimized summary of the document:

A comprehensive guide to solving complex mathematical problems involving Volumen Zylinder and Extremwertaufgabe Zylinder calculations, along with polynomial function analysis.

Key points:

  • Detailed exploration of cylindrical water tank optimization
  • Analysis of polynomial functions and their characteristics
  • Step-by-step solutions for mathematical problems
  • Focus on minimizing surface area while maintaining specific volume requirements
  • Integration of graphical and algebraic approaches
...

29.11.2021

523

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Solving for Optimal Cylinder Dimensions

This page continues the optimization problem for the cylindrical water tank. It shows the graphical representation of the target function and the calculated solution.

Highlight: The optimal dimensions are calculated using calculus and graphical methods.

The graph displays the function y = x - x² + 2000000/x, which represents the surface area in relation to the radius.

Key results:

  • Optimal radius rr ≈ 68.3 cm
  • Optimal height hh ≈ 68.2 cm

Example: The minimum point on the graph 68.278,43937.75768.278, 43937.757 represents the optimal dimensions for the cylinder.

The solution demonstrates that for minimum surface area, the height and diameter of the cylinder should be approximately equal.

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Determining Polynomial Functions

This page introduces Steckbriefaufgaben ganzrationale Funktionen profiletasksforpolynomialfunctionsprofile tasks for polynomial functions. The task is to determine a quadratic function that passes through three given points: 1,31,3, 1,2-1,2, and 3,23,2.

Definition: A polynomial function of degree 2 has the general form fxx = ax² + bx + c.

The solution process involves:

  1. Setting up a system of equations using the given points.
  2. Solving for the coefficients a, b, and c.

Example: For the point 1,31,3, the equation is a11² + b11 + c = 3.

The page shows the system of equations: a + b + c = 3 a - b + c = 2 9a + 3b + c = 2

This system will be solved to find the coefficients of the quadratic function.

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Solving for Polynomial Coefficients

This page demonstrates the solution to the system of equations for determining the quadratic function.

Highlight: The solution is obtained using a computer algebra system CASCAS.

The CAS solves the system of equations: a + b + c = 3 a - b + c = 2 9a + 3b + c = 2

Result: a = -1 b = 1/2 c = 7/2

Example: The resulting quadratic function is fxx = -1/2x² + 1/2x + 7/2.

The page also includes a verification step, checking that the function passes through the given points: f1/2-1/2 = 2 f11 = 3 f33 = 2

This confirms that the derived function satisfies all the given conditions.

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Verifying the Polynomial Function

This page shows additional verification steps for the derived quadratic function.

Highlight: The function fxx = -1/2x² + 1/2x + 7/2 is confirmed to pass through all given points.

The CAS is used to define the function and evaluate it at the given x-values:

f1-1 = 2 f11 = 3 f33 = 2

These results match the original points, confirming the correctness of the solution.

Example: f33 = -1/233² + 1/233 + 7/2 = 2

The page also includes an alternative representation of the system of equations using variables x, y, and z, which yields the same solution.

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Higher Degree Polynomial Functions

This page introduces the concept of higher degree polynomial functions, specifically cubic functions.

Definition: A cubic function has the general form fxx = ax³ + bx² + cx + d.

The page shows the general form of a cubic function and begins to set up an example problem, likely involving finding a cubic function that passes through specific points.

Vocabulary: In Steckbriefaufgaben profiletasksprofile tasks, the goal is to reconstruct a function based on given information about its behavior or points it passes through.

The setup suggests that the next steps will involve solving a system of equations to determine the coefficients of a cubic function.

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Solving for Cubic Function Coefficients

This page presents a problem to find a cubic function that passes through the points 1,11,1, 2,32,3, and 3,73,7.

Example: For a cubic function fxx = ax³ + bx² + cx + d passing through 1,11,1, we get the equation a11³ + b11² + c11 + d = 1.

The system of equations is set up: a + b + c + d = 1 8a + 4b + 2c + d = 3 27a + 9b + 3c + d = 7

Highlight: The solution process involves solving this system of equations to find the coefficients a, b, c, and d.

The page shows the initial steps of solving this system, including some algebraic manipulations to simplify the equations.

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Complex Polynomial Function Problem

This page presents a more complex problem involving a polynomial function of degree 3.

Highlight: The problem involves finding a cubic function with specific properties, including passing through certain points and having a horizontal tangent at a given point.

Given information:

  • The function passes through the point H0,00,0
  • It has a horizontal tangent at T2,42,-4
  • The function passes through the point B4,54,5

Vocabulary: A horizontal tangent occurs where the derivative of the function equals zero.

The general form of the function is given as: fxx = ax³ + bx² + cx + d

The page sets up the system of equations based on these conditions:

  1. f00 = 0
  2. f22 = -4
  3. f'22 = 0
  4. f44 = 5

This system will be solved to determine the coefficients of the cubic function.

9 Wie müssen die Maße eines zylindrischen Wasserspeichers ohne Deckel mit dem Volumen
1000l gewählt werden, damit der Blechverbrauch minimal

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Solving Complex Polynomial System

This page continues the solution process for the complex cubic function problem.

The system of equations is fully set up:

  1. d = 0 fromf(0from f(0 = 0)
  2. 8a + 4b + 2c = -4 fromf(2from f(2 = -4)
  3. 12a + 4b + c = 0 fromf(2from f'(2 = 0)
  4. 64a + 16b + 4c = 5 fromf(4from f(4 = 5)

Example: The equation 12a + 4b + c = 0 comes from setting the derivative f'xx = 3ax² + 2bx + c equal to zero at x = 2.

The page shows the solution process using a computer algebra system:

8a+4b+2c=412a+4b+c=08a + 4b + 2c = -4 12a + 4b + c = 0 solved for a and b

Result: a = 1, b = -3

Highlight: The final cubic function is determined to be fxx = x³ - 3x² + 0.25x.

This solution satisfies all the given conditions, including passing through the specified points and having a horizontal tangent at T2,42,-4.

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Page 10: Homework Assignment

Concludes with homework assignments and reference to additional practice problems.

Highlight: References specific textbook exercises for further practice.

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Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

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Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Mathe

523

29. Nov. 2021

10 Seiten

Zylinder Volumen und Oberfläche einfach erklärt - Mit Rechner und Aufgaben

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Manuel Eßer

@german1

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Solving for Optimal Cylinder Dimensions

This page continues the optimization problem for the cylindrical water tank. It shows the graphical representation of the target function and the calculated solution.

Highlight: The optimal dimensions are calculated using calculus and graphical methods.

The graph displays the function y = x - x² + 2000000/x, which represents the surface area in relation to the radius.

Key results:

  • Optimal radius rr ≈ 68.3 cm
  • Optimal height hh ≈ 68.2 cm

Example: The minimum point on the graph 68.278,43937.75768.278, 43937.757 represents the optimal dimensions for the cylinder.

The solution demonstrates that for minimum surface area, the height and diameter of the cylinder should be approximately equal.

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Determining Polynomial Functions

This page introduces Steckbriefaufgaben ganzrationale Funktionen profiletasksforpolynomialfunctionsprofile tasks for polynomial functions. The task is to determine a quadratic function that passes through three given points: 1,31,3, 1,2-1,2, and 3,23,2.

Definition: A polynomial function of degree 2 has the general form fxx = ax² + bx + c.

The solution process involves:

  1. Setting up a system of equations using the given points.
  2. Solving for the coefficients a, b, and c.

Example: For the point 1,31,3, the equation is a11² + b11 + c = 3.

The page shows the system of equations: a + b + c = 3 a - b + c = 2 9a + 3b + c = 2

This system will be solved to find the coefficients of the quadratic function.

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Solving for Polynomial Coefficients

This page demonstrates the solution to the system of equations for determining the quadratic function.

Highlight: The solution is obtained using a computer algebra system CASCAS.

The CAS solves the system of equations: a + b + c = 3 a - b + c = 2 9a + 3b + c = 2

Result: a = -1 b = 1/2 c = 7/2

Example: The resulting quadratic function is fxx = -1/2x² + 1/2x + 7/2.

The page also includes a verification step, checking that the function passes through the given points: f1/2-1/2 = 2 f11 = 3 f33 = 2

This confirms that the derived function satisfies all the given conditions.

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Verifying the Polynomial Function

This page shows additional verification steps for the derived quadratic function.

Highlight: The function fxx = -1/2x² + 1/2x + 7/2 is confirmed to pass through all given points.

The CAS is used to define the function and evaluate it at the given x-values:

f1-1 = 2 f11 = 3 f33 = 2

These results match the original points, confirming the correctness of the solution.

Example: f33 = -1/233² + 1/233 + 7/2 = 2

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Higher Degree Polynomial Functions

This page introduces the concept of higher degree polynomial functions, specifically cubic functions.

Definition: A cubic function has the general form fxx = ax³ + bx² + cx + d.

The page shows the general form of a cubic function and begins to set up an example problem, likely involving finding a cubic function that passes through specific points.

Vocabulary: In Steckbriefaufgaben profiletasksprofile tasks, the goal is to reconstruct a function based on given information about its behavior or points it passes through.

The setup suggests that the next steps will involve solving a system of equations to determine the coefficients of a cubic function.

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Solving for Cubic Function Coefficients

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Example: For a cubic function fxx = ax³ + bx² + cx + d passing through 1,11,1, we get the equation a11³ + b11² + c11 + d = 1.

The system of equations is set up: a + b + c + d = 1 8a + 4b + 2c + d = 3 27a + 9b + 3c + d = 7

Highlight: The solution process involves solving this system of equations to find the coefficients a, b, c, and d.

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Complex Polynomial Function Problem

This page presents a more complex problem involving a polynomial function of degree 3.

Highlight: The problem involves finding a cubic function with specific properties, including passing through certain points and having a horizontal tangent at a given point.

Given information:

  • The function passes through the point H0,00,0
  • It has a horizontal tangent at T2,42,-4
  • The function passes through the point B4,54,5

Vocabulary: A horizontal tangent occurs where the derivative of the function equals zero.

The general form of the function is given as: fxx = ax³ + bx² + cx + d

The page sets up the system of equations based on these conditions:

  1. f00 = 0
  2. f22 = -4
  3. f'22 = 0
  4. f44 = 5

This system will be solved to determine the coefficients of the cubic function.

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Solving Complex Polynomial System

This page continues the solution process for the complex cubic function problem.

The system of equations is fully set up:

  1. d = 0 fromf(0from f(0 = 0)
  2. 8a + 4b + 2c = -4 fromf(2from f(2 = -4)
  3. 12a + 4b + c = 0 fromf(2from f'(2 = 0)
  4. 64a + 16b + 4c = 5 fromf(4from f(4 = 5)

Example: The equation 12a + 4b + c = 0 comes from setting the derivative f'xx = 3ax² + 2bx + c equal to zero at x = 2.

The page shows the solution process using a computer algebra system:

8a+4b+2c=412a+4b+c=08a + 4b + 2c = -4 12a + 4b + c = 0 solved for a and b

Result: a = 1, b = -3

Highlight: The final cubic function is determined to be fxx = x³ - 3x² + 0.25x.

This solution satisfies all the given conditions, including passing through the specified points and having a horizontal tangent at T2,42,-4.

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Page 10: Homework Assignment

Concludes with homework assignments and reference to additional practice problems.

Highlight: References specific textbook exercises for further practice.

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Optimizing Cylinder Dimensions

This page presents a problem involving the optimization of a cylindrical water tank's dimensions. The goal is to minimize the surface area while maintaining a volume of 1000 liters.

Highlight: The problem focuses on finding the optimal dimensions of a cylindrical water tank without a lid, with a volume of 1000 liters, to minimize material usage.

The solution process begins with setting up the volume equation:

πr²h = 1,000,000 cm³

The surface area function is then derived:

Orr = πr² + 2πrh

By substituting h from the volume equation and simplifying, we get the target function:

Orr = πr² + 2,000,000/r

Example: The target function Orr = πr² + 2,000,000/r represents the surface area in terms of the radius.

The page shows the initial steps of the optimization process, including setting up the equations and preparing for differentiation.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

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Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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