Zurück Vor +Ebene Home Inhalt Index Hilfe

Newton-Verfahren/Transportproblem

Aus einem Betrieb müssen Stahlrohre durch zwei rechtwinklig aufeinanderstoßende Straßen waagerecht um die Ecke transportiert werden.

Der Durchmesser des Rohres sei m. Die Straßenbreiten sind unterschiedlich ( m, m). Wie groß ist die größte Länge des Rohres, das noch transportiert werden kann?

Lösung:

Aus der Abbildung sind folgende Zusammenhänge zu erkennen: Da und Wechselwinkel sind, folgt

Zwischen und besteht der Zusammenhang

Damit ergibt sich aus (2) und (3)

und

Die Gesamtlänge des Rohres ist . Daraus ensteht die auf einen Extremwert zu untersuchende Funktion

Damit ergibt sich

Für die Extremstelle muß sein. Mit Hilfe der Quotientenregel ergibt sich

oder

Durch Überkreuzmultiplikation erhält man die transzendente Gleichung

Mit den Zahlenwerten ergibt sich

Transzendente Gleichungen lassen sich in der Regel nur numerisch lösen. Als Lösungsmethode soll das Newton-Verfahren verwendet werden.

Für die erste Näherung verwendet man zweckmäßigerweise die Lösung der Aufgabe für ein Rohr mit verschwindendem Durchmesser (). Aus (9) folgt

Da keine Lösung des Problem sein kann, können wir dividieren und erhalten

Das ergibt die Lösung

bzw. in Bogenmaß .

Aus (10) folgt

Damit läßt sich folgende Tabelle aufbauen

Als Lösung erhält man

Mit diesem Wert können die Teillängen nach (5) und (6) berechnet werden:

Die Gesamtlänge ergibt


Copyright Verlag Harri Deutsch AG  Stöcker DeskTop Mathematik