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Funktionen mehrerer Variablen/Kürzeste Entfernung zwischen zwei Kurven

Welche kürzeste Entfernung besteht zwischen der Geraden und der Parabel ?

Lösung:

Der Abstand kann nach folgender Beziehung errechnet werden:

Gleichzeitig gilt

Das ergibt folgende Beziehung

Das ist eine Bestimmungsgleichung mit zwei Unbekannten für den Extremwert, deshalb müssen die partiellen Ableitungen nach diesen Unbekannten null sein.

Ein Umrechnung ergibt die zwei Gleichungen für zwei Unbekannte

Durch Multiplikation von (4) mit 2 und Addition beider Gleichungen erhält man

Daraus ergibt sich

Setzt man diesen Wert in (5) ein, so erhält man eine Gleichung für

Durch Einsetzen dieser Werte in die Funktionsgleichungen erhält man die Punkte und auf der Geraden bzw. Parabel, die den kleinsten Abstand voneinander haben.


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