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In hochwertige Edelstahlfläschchen

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sollen jeweils 100 cm3100 \cm^3 Parfüm abgefüllt werden. Die Form des Fläschchens ist durch einen geraden Kreiszylinder

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mit einer oben aufgesetzten Halbkugel vorgegeben. Die Aussparung für den Sprühkopf wird nicht berücksichtigt. Für die Oberfläche OO (in cm2\cm^2) des Fläschchens in Abhängigkeit von seinem Radius rr (in cm\cm) erhält man die Funktionsgleichung O(r)=53πr2+200rO(r)=\dfrac{5}{3}\pi r^2+\dfrac{200}{r} mit der Definitionsmenge DO=]0;3,5]D_O=]0;3{,}5]. Auf die Mitführung von Einheiten wird verzichtet. Runden Sie gegebenenfalls Ihre Ergebnisse auf zwei Stellen nach dem Komma.

  1. Bestimmen Sie das Verhalten von O(r)O(r) für r0r\rightarrow 0.

  2. Berechnen Sie den Radius rr, für den die Oberfläche OO den absolut kleinsten Wert annimmt, und bestätigen Sie, dass Omin112,23( cm2)O_{\text{min}}\approx112{,}23(\cm^2) gilt.

  3. Erstellen Sie für 1r3,51\le r\le3{,}5 eine Wertetabelle mit der Schrittweite r=0,5∆r = 0{,}5. Zeichnen Sie den Graphen der Funktion OO in ein Koordinatensystem im angegebenen Bereich. Wählen Sie hierfür einen geeigneten Maßstab.

  4. Der Parfümhersteller möchte aus optischen Gründen den Radius r=2(cm)r = 2 (\text{cm}) wählen. Berechnen Sie dafür den Mehrbedarf an Edelstahlblech im Vergleich zu OminO_{\text{min}} in Prozent. Begründen Sie stichhaltig, dass für alle Radien mit r[2;3,5]r\in[ 2; 3{,}5] weniger als 10%10\% Mehrbedarf an Blech im Vergleich zu OminO_{\text{min}} benötigt werden.