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Erster Theil. Differential-Rechnung.
Ist der eine Theil #, so heisst a — x der andere, und
so handelt es sich um das Maximum von
fix) = x{a — x) .
Aus fix) = a — 2# = 0 folgt • x = , und da f"(x) = — 2
negativ ist, so ist thatsächlich
f(o>\ « 2
' \Y/ = T
der grösstmögliche Wert des Productes.
Auf diesen einfachen Fall lassen sich mancherlei Probleme
zurückführen; als Beleg dafür mögen die folgenden dienen.
a) Unter den Rechtecken von gegebenem Umfange 2 a
jenes von der grössten Fläche zu bestimmen.
Heisst eine Seite des Rechtecks x, so ist a — x die andere;
es soll also a{a — x) ein Maximum werden. Das verlangte
Rechteck ist demnach das Quadrat.
ß) Unter den einem gegebenen Kreise vom Durchmesser
a eingeschriebenen Rechtecken dasjenige von der grössten Fläche
au fzu suchen.
Ist x die eine Seite des Rechtecks, so ist das Quadrat
der anderen a 2 — x 2 , x]/a 2 — x 2 die Fläche; ihr Quadrat
a 2
# 2 (a 2 — x 2 ) wird ein Maximum für x 2 = ~, die Fläche selbst
a 2
ist dann ebenfalls ein Maximum = — und der Gestalt nach
ein Quadrat, weil x = Va 2 — x 2 — — •
p2
y) Den Elevationswinkel bei dem schiefen Wurf zu be
stimmen, bei welchem sich die grösste Wurfweite einstellt.
Heisst c die Wurfgeschwindigkeit, g die Beschleunigung
der Schwerkraft und x der Elevationswinkel, so ist —- sin ;7, . cos x
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die Wurfweite; sie wird zu einem Maximum, wenn sin# cos#
oder sin 2 # cos 2 # = sin 2 #(1—sin 2 #) seinen grössten Wert er
langt; dies aber geschieht für sin 2 # = —, also für # = ~
oder bei einem Winkel von -45°.
d) Die Höhenlage der Öffnung in der Seitenwand eines
Gefässes zu bestimmen, bei welcher die Ausflussweite am
grössten ist.