Matematik

Opgaver Matematik A-niveau Skateboardrampe

24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet) - Niveau: A-niveau

 Jeg er to opgaver fra at være færdig med et eksamenssæt. Men nu sidder jeg med de to og kan bare ikke finde en løsning.

Jeg har en skateboardrampe der i punktet A(0;0,3) til B(3;2) følger grafen;

g(x)=a+eb*x^4

Fra punkt B(3;2) til punkt C(4;2) er hældningen vandret og funktionen hedder

f(x)=2

Værdierne a og b er a=-7/10 og b=(1/81)*ln(27/10). Afstanden imellem punkt B og C er 1.

Opgave 1: Bestem kurvelængden af det stykke, der i praksis kan regnes vandret

Specielle oplysninger: Området omkring midten af kørebanen er næsten vandret. Området mellem punkterne A og P (P ligger et sted på g(x)) kan i praksis betragtes som vandret, når hældningen til tangenten i punktet P er mindre end 0,02.

Opgave 2: Bestem koordinaterne til punktet B', så længden af grafen mellem A og B' bliver 5

Specielle oplysninger: Designeren overvejer at ændre på rampens form, så kørebanen bliver længere. Kørebanen skal stadig følge grafen for g(x). Dette kan gøres ved at flytte punktet B længere ud ad grafen for g(x) til punkt B'.

PS. Har vedhæftet en hurtig skitse, så rampen lige er nemmere at få overblik over. :)

På forhånd tak.

Vedhæftet fil: Skateboardrampe.jpg

Brugbart svar (1)

Svar #1
24. maj 2011 af Lurch (Slettet)

 1. Find g'(x) og beregn hvornår g'(x) = 0,02

2. da.wikipedia.org/wiki/Kurvel%C3%A6ngde


Svar #2
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 Opgave 2 . Hvordan kender jeg den ydre grænse? Jeg kender jo ikke punktet B'?


Svar #3
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 øvre grænse*


Brugbart svar (1)

Svar #4
24. maj 2011 af SuneChr

Vi har ligningen:     0β √ ( 1 + (g´(x))2 ) dx   =   5        hvor β er x-koordinaten til B´  .


Svar #5
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 Ja. Men x-koordinaten til B' er jo ukendt. Derved har vi to ubekendte x i den differentierede funktion g'(x) og x-koordinaten til B'?

Det er der mit problem har været hele tiden. Hvordan finder jeg x-koordinaten til B'?


Svar #6
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 0β √ ( 1 + (4*b*x3*eb*x^4)2 ) dx = 5

Det er jo både x og β, der er ubekendte.


Brugbart svar (1)

Svar #7
24. maj 2011 af SuneChr

# 4  har kun én ubekendt,  β .    Vi skal løse integralet ved at finde stamfunktion. Indsæt her grænserne 0 og β  i stedet for x ,  som sædvanlig, så har vi kun β som ubekendt.

x er jo blot den gennemløbende variable i funktionen, hvor vi så skal finde  x = β.


Svar #8
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 Jeg ser lyset. ;) 


Svar #9
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 Det vil sige at vi har vores oprindelige funktion

g(x)=a+eb*x^4

Denne indsættes i formlen "længden for funktion":

l=0β √ ( 1 + (g´(x))2 ) dx
 

Vi ved at længden skal være 5. Så denne sættes ind istedet for l. I samme hug differentieres g(x), hvorefter stamfunktionen findes.

5=0β √ ( 1 + (4*b*x3*eb*x^4)2 ) dx =[4*b*x3*eb^2*x^8+1]β0

Det vil sige at;

5=4*b*β3*eb^2*β^8+1-(4*b*03*eb^2*0^8+1)

Er vi enige? :D Eller er jeg helt gal på den?


Brugbart svar (1)

Svar #10
24. maj 2011 af SuneChr

# 9 :  Jeg har ikke kontrolleret din stamfunktion, men hvis dén er rigtig, er # 9 helt rigtigt resonneret og korrekt.

Men tjek stamfunktionen, for den er godt nok "hidsig" !

Har du husket, at der er kvadratrodstegn?


Svar #11
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 Jeg synes også selv, den er grum. Kan bare ikke rigtig se hvordan den ellers skal laves.


Brugbart svar (1)

Svar #12
24. maj 2011 af Andersen11 (Slettet)

#11

Hvis det er tilladt at bruge hjælpemidler, må det være muligt at lade lommeregneren solve for β .

Din stamfunktion i #9 er ikke korrekt. Man kvadrerer i øvrigt en eksponentialfunktion ved at fordoble argumentet til eksponentialfunktionen: (ex)2 = e2x , ikke ved at kvadrere argumentet, som du antyder i #9 .


Svar #13
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 ej hvor irriterende. :)


Brugbart svar (0)

Svar #14
24. maj 2011 af SuneChr

Har numerisk integreret:               sqrt(1+16*((ln(2.7)/81)^2)*(x^6)*exp((x^4)*2*ln(2.7)/81))

hvilket giver     3,230  <   β  <   3,231       hvilket giver en banelængde på henholdsvis  4,9984  og  5,0048


Svar #15
24. maj 2011 af sannelarsen (Slettet)

 Altså jeg går i 3.g og har ikke lært numerisk integration.. Du finder et udtryk der tilnærmelsesvis er det samme ikk? ;)

Jeg ved godt det skal være omkring 3,2 da det jo er en ekspotentialfunktion, og at den stiger meget kraftigt i y-værdi og ikke i x-værdi. Så derfor skal x-koordinaten i B' være meget tæt på x-koordinaten i B. Det var jo derfor, det gik op for mig, at noget var galt. :)


Skriv et svar til: Opgaver Matematik A-niveau Skateboardrampe

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.