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Eine neue Sorte Pralinen soll mit ansprechender Verpackung auf den Markt kommen. Diese hat die nebenstehend abgebildete Form eines geraden Prismas mit trapezförmiger Grundfläche. Das Volumen der Verpackungsschachtel beträgt 400 cm3400 \cm^3. Die Maßzahl A der Oberfläche der oben offenen Schachtel in

 cm2\cm^2 lässt sich in Abhängigkeit von der Länge xx in  cm \cm (siehe nebenstehende Abbildung) durch die Gleichung A(x)=343x2+800039x\displaystyle A(x)=\frac{3}{4}\sqrt{3}x^2+\frac{8000\sqrt{3}}{9x} mit 2x202\le x\le20

darstellen. Auf die Mitführung der Einheiten kann beiden folgenden Rechnungen verzichtet werden. Runden Sie Ihre Ergebnisse falls nicht anders gefordert auf zwei Nachkommastellen.

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  1. In Bild 1 (x=11,37(x=11{,}37) und Bild 2 (x=6,00x=6{,}00) sind zwei mögliche Verpackungsschachteln mit einem Volumen von 400 cm3400 \cm^3 nicht maßstäblich dargestellt. Zeigen Sie, dass beide Schachteln ganzzahlig gerundet den gleichen Oberflächeninhalt haben.

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    Beide Schachteln verursachen die gleichen Herstellungskosten. Nennen Sie zwei Kriterien, die bei einer Entscheidung für eine der beiden Verpackungsschachteln ausschlaggebend sein können.

    (4 BE)

  2. Aus Umweltschutzgründen soll die Verpackung eine möglichst geringe Oberfläche AAhaben. Ermitteln Sie die Länge xx in  cm\cm so, dass A(x)A(x) für 2x202 \le x \le 20 minimal ist und berechnen Sie die Maßzahl des minimalen Oberflächeninhalts.

    [[mögliches Teilergebnis: A(x)=323x800039x2\displaystyle A'\left(x\right)=\frac{3}{2}\sqrt{3}x-\dfrac{8000\sqrt{3}}{9x^2}]] (6 BE)

  3. Zeichnen Sie den Graphen GAG_A der Funktion AA für 2x202\le x\le20 in ein geeignetes

    Koordinatensystem. Kennzeichnen Sie am Graphen GAG_A die Punkte P1(6A(6))P_1(6 |A (6)) und (P2(11,37A(11,37))\left(P_2(11{,}37|A(11{,}37)\right). Geben Sie die Koordinaten des absoluten Hochpunktes von GAG_A an. (6 BE)

  4. Ein Süßwarenhersteller entscheidet sich für eine Schachtel mit x=8 cmx =8\cm bei einem

    Volumen von 400 cm3400\cm^3. Berechnen Sie die Flächenmaßzahl des trapezförmigen Bodens und die Höhe hh der zugehörigen Schachtel. (3 BE)