Extremwertaufgaben sind eigentlich ziemlich praktisch - sie helfen dir dabei,...
Lösungen für Extremwertaufgaben leicht gemacht

Rechteckiges Kräuterbeet optimieren
Stell dir vor, Stefan soll ein Kräuterbeet einzäunen und hat nur 30 Meter Zaun zur Verfügung. Wie macht er das Beet so groß wie möglich?
Der Trick liegt darin, systematisch vorzugehen. Zuerst definierst du deine Hauptbedingung - hier ist das die Fläche A(a,b) = a·b. Dann kommt die Nebenbedingung ins Spiel: Der Umfang darf maximal 30m sein, also 2 = 30.
Jetzt löst du die Nebenbedingung nach einer Variablen auf: b = 15-a. Das setzt du in die Hauptbedingung ein und erhältst die Zielfunktion A(a) = 15a - a². Nach dem Ableiten und Nullsetzen findest du heraus, dass a = 7,5m optimal ist.
Merktipp: Bei Optimierungsaufgaben führt systematisches Vorgehen zum Erfolg - erst Haupt- und Nebenbedingung aufstellen, dann eine Variable eliminieren!
Das Ergebnis? Ein quadratisches Beet mit 7,5m × 7,5m und einer Fläche von 56,25 m² ist die beste Lösung.

Fußballstadion mit optimaler Rasenfläche
Ein Fußballstadion mit 400m Laufbahn - wie designst du das rechteckige Spielfeld für maximale Fläche? Das Problem ist kniffliger, weil die Laufbahn aus geraden Strecken und Halbkreisen besteht.
Deine Zielfunktion ist wieder die Fläche: A(r,x) = x·2r, wobei r der Radius der Halbkreise und x die Länge der Parallelstrecken ist. Die Nebenbedingung berücksichtigt den Umfang: 2x + 2rπ = 400.
Nach dem Umformen erhältst du x = 200 - rπ. Eingesetzt in die Flächenformel ergibt das A(r) = 400r - 2r²π. Das Ableiten und Nullsetzen führt zu r ≈ 31,83m.
Achtung: Bei komplexeren Geometrien wie Kreisen vergiss nicht π in deinen Berechnungen!
Am Ende erhältst du ein Spielfeld mit etwa 100m langen Geraden und Halbkreisen mit ca. 31,83m Radius - das ergibt eine Rasenfläche von 6366 m².
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