I
Zielfunktion aufstellen. Was soll maximiert werden? Oft ist es ein Flächeninhalt.
Bsp. Rechteck: F(a,b) = a * b
Diese Funktion hat zwei Variabeln, sowas könnt ihr mit dem Abistoff nicht maximieren. Daher:
II.a
Nebenbedingung verwenden. U = 1 Meter = 1m
U(a,b) = 2a + 2b = 1m
II.b
Nebenbedingung so umstellen, dass eine Variable durch die andere ausgedrückt wird.
b = (1m - 2a):2 = -a + 0,5m
III
In die Zielfunktion einsetzen:
F(a) = a*(-a + 0,5m) = -a² +0,5a
Jetzt hat man eine Funktion für die zu maximierende Größe, die nur noch von einer Größe abhängt, also "business as usual". 2 Mal Ableiten, notwendige und hinreichende Bedingung für Extrema ausrechnen. Nicht vergessen die Antwort zu geben also neben a auch noch b und F(a,b) = a*b ausrechnen.
Einfache Übung: Das oben mal mit allg. U ausrechnen und zeigen: Das Quadrat hat den maximalen Flächeninhalt aller Rechtecke mit gleichem Umfang.
Schwerere Übung: Mal eine Raviolidose o.Ä. aus dem Vorratsschrank nehmen, vermessen und nachrechnen ob der Blechverbrauch (Oberfläche) bei gegebenem Volumen (1 Liter = 1000cm³) auch minimal ist (geht auch etwas einfacher mit einem Tetrapack).