Die Mathematik hinter Formoptimierung: Warum besitzen Knochen feine und grobe Strukturen?

Was heißt eigentlich "Optimierung"? Aus mathematischer Sicht bedeutet es die Minimierung einer gegebenen Funktion, d.h. man sucht die Stelle, an der die Funktion minimal wird. Betrachtet man z.B. die Benzin-Kosten (oder die Dauer) einer Autofahrt von Münster nach München als Funktion der Fahrtroute, so sucht das Navi nach derjenigen Route mit minimalen Kosten - es "optimiert" die Route. "Formoptimierung" ist eine besonders schöne und anschauliche Version: Hier versucht man die Form (z.B. eines Bauteils für eine Maschine) zu optimieren. Dabei können mehrere grundlegende mathematische Prinzipien anschaulich illustriert werden, und nebenbei darf auch über die Struktur von Knochen und Brücken gegrübelt werden. Bitte bringen Sie für eine Praxis-Übung eine 2-Euro-Münze mit.

Prof. Dr. Benedikt Wirth