3.14
Ein praktisches Beispiel für Optimierung besteht darin, die maximale Länge eines Stabs zu bestimmen, der um eine rechtwinklige Ecke aus einem 3 Meter breiten Flur und einem 2 Meter breiten Flur getragen werden kann, ohne ihn vertikal zu kippen.
Um das zu lösen, stellen Sie sich ein Liniensegment vor, das durch die innere Ecke verläuft und die Außenwände berührt. Dieses Segment stellt den verfügbaren Abstand in einem bestimmten Winkel dar.
Diese Länge L ist in zwei Komponenten unterteilt, L1 und L2, die in Bezug auf die Flurbreiten sowie den Sinus und Kosinus des Winkels beschrieben werden können.
Das Ziel ist es, die maximale Länge zu finden, aber diese Länge ist durch den engsten Teil der Kurve begrenzt.
Differenziere also die Längenfunktion, um zu bestimmen, wo die Steigung null ist, und identifiziere den minimalen Abstand, der als Engpass für die Stange wirkt.
Die resultierende Gleichung kann gelöst werden, indem die Sekanten- und Kosekantterme als Sinus und Kosinus umgeschrieben werden. Als Nächstes ergibt das Umstellen der Terme auf entgegengesetzte Seiten der Gleichung, um die Sinus und Kosinus zu gruppieren, einen vereinfachten Ausdruck mit der Tangential-Cubed.
Setzt man diesen Winkel wieder in die ursprüngliche Längengleichung ein, erhält man die maximale Länge der Stange, die die Ecke sicher überwinden kann.
Bei Optimierungsproblemen geht es häufig darum, unter bestimmten Nebenbedingungen Maximal- oder Minimalwerte zu bestimmen. Ein klassisches Beispiel is…
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