3 svar
368 visningar
Anonym_15 behöver inte mer hjälp
Anonym_15 825
Postad: 19 maj 16:45

Svår problemlösning gällande trigonometri...

Hej, i nedanstående uppgift har jag svårt att förstå en sak: varför måste man ta hänsyn till att amplituden också kan vara negativ för att få båda svaren? (dvs. har man bara satt amplituden till +7,5 får man ett korrekt svar). 

 

I uppgiften framgår dessutom att mängden luftföroreningar ökar i början, vilket passar bra om amplituden är positiv eftersom den "går upp" i början. Har fastnat på denna uppgift förut och skulle verkligen uppskatta hjälp!

Anonym_15 825
Postad: 19 maj 16:45

LuMa07 495
Postad: 21 maj 22:24 Redigerad: 21 maj 22:31

Man behöver inte ta hänsyn till möjligheten att b=-7.5b = -7.5. En sådan teckenvändning hos amplituden kan lika gärna uttryckas m.h.a. förskjutning av fasen med pi.

 

  • Jämviktsläget fås som medelvärdet av största och minsta värdet, d.v.s. a=17.5+32.52=25a = \frac{17.5+32.5}{2}=25.
  • Amplituden är avståndet från jämviktsläget till maximumet, d.v.s. b=32.5-25=7.5b = 32.5 - 25 = 7.5
  • Period är en vecka. Eftersom tt anges i enheten "dygn", så är c=7c=7 [dygn]

 

Det återstår att hitta värdet på dd så att M(3.5) = 28. (Det finns säkert flera möjliga lösningar dd)

M(3.5)=25+7.5sin2π(3.5-d)7=25+7.5sin(π-2πd7)=[additionsformeln]=25+7.5sin2πd7\displaystyle M(3.5)=25+7.5\sin\frac{2\pi(3.5-d)}7=25+7.5\sin(\pi-\frac{2\pi d}7)=\lbrack\text{additionsformeln}\rbrack=25+7.5\sin\frac{2\pi d}7

Löser alltså ekvationen

25+7.5sin2πd7=28sin2πd7=37.5=25\displaystyle 25+7.5\sin\frac{2\pi d}7 = 28 \iff \sin\frac{2\pi d}7 = \frac{3}{7.5}= \frac{2}{5}

Denna ekvation har två lösningar inom en period:

  • 2πd/7=arcsin(2/5)d0.45852 \pi d / 7 = \arcsin(2/5) \iff d \approx 0.4585
  • 2πd/7=π-arcsin(2/5)d3.04152 \pi d / 7 = \pi - \arcsin(2/5) \iff d \approx 3.0415

Om man skissar grafen till y=M(t)y=M(t) för dessa två värden på dd, så ser man att det är bara d3.0415d \approx 3.0415 som stämmer överens med beskrivningen att mängden ökar under arbetsveckan och minskar vid veckoslutet.

Modellen är alltså  Mt=25+7.5sin2π(t-3.0415)7M\left(t\right) = 25 + 7.5 \sin \dfrac{2\pi\,(t-3.0415)}{7}. Nu är det bara att lösa ekvationen M(t)=28M(t) = 28. (Man vet att t=3.5t=3.5 är en av lösningarna, men det finns en till inom en period, nämligen t=6.083t=6.083).


Anm: Hade man använt d0.4585d \approx 0.4585 i modellen M(t)M(t), så skulle man få den andra tidpunkten t0.917t\approx 0.917. Det här värdet på dd gör dock att mängden luftföroreningar ökar hela lördagen, söndagen och måndagen, men under tisdagen börjar den minska, vilket strider mot beskrivningen i uppgiften.

Min slutsats: Det är fel i facit i boken Matematik 5000+, kurs 4

Anonym_15 825
Postad: 22 maj 14:40

Tack!

Svara
Close