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Extremalprobleme in der Geometrie

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Aufgabe

Viele geometrische Problemstellungen können auch als Extremalaufgaben interpretiert werden. So geht es beim Fällen einen Lotes von einem Punkt P  auf eine Gerade g  darum, denjenigen Punkt auf der Geraden zu finden, der von P  den kleinsten Abstand hat. Als Beispiel betrachten wir die Gerade g : y = 2x - 3  und den Punkt P (0/5)  . Es soll der Lotfusspunkt L  bestimmt werden, indem man die zugehörige Extremalaufgabe löst. .

Lösung

Ein Punkt, der auf der Geraden g  liegt, hat die Koordinaten (x |2x -3)  . Mittels Pythagoras folgt für die Abstandsfunktion d(x)

d(x)2 = 5x2- 32x+ 64
Der Abstand ist minimal für x = 3.2  .