Zurück Vor +Ebene Home Inhalt Index Hilfe

Extremwert/Beleuchtung einer Fläche

Eine Lampe mit der Lichtstärke L beleuchtet eine ebene Fläche. Für die Beleuchtungsstärke B in einem Punkt P gilt

dabei ist r die Enfernung der Lampe Q von dem Punkt P und die Neigung des Strahles zur ebenen Fläche (siehe Abbildung).

In welcher Höhe h über der Mitte eines kreisförmigen Tisches mit dem Radius R muß die Lampe angebracht werden, damit der Tischrand maximal ausgeleuchtet ist?

Lösung:

Für den Tischrand gilt

und damit

Die Beleuchtungsstärke am Tischrand errechnet sich dann zu

Die Höhe der Lampe über dem Tisch, bei dem die Beleuchtungsstärke einen Extremwert annimmt, erhält man aus dem Nullsetzen der ersten Ableitung der Beleuchtungsstärke nach der Höhe h

Die Gleichung (3) wird Null, wenn der Zähler Null wird

Die zweite Ableitung gibt dann eine Information, ob dieser Extremwert ein Maximum oder ein Minimum ist. Die zweite Ableitung errechnet man nach der Quotientenregel

Für ist die zweite Ableitung negativ, also liegt bei ein Maximum der Beleuchtungsstärke.
Copyright Verlag Harri Deutsch AG  Stöcker DeskTop Mathematik