Matematik

Please hjælp :(

23. november 2010 af 91Sarah (Slettet) - Niveau: A-niveau

Jeg har en aflevering til imorgen. Har lavet alle afleveringer mangler kun en opgave, som jeg ikke ved hvordan jeg skal løse. Jeg håver en der kan hjælpe eller flere taak.

opgaven:

En bestemt dag er temperaturen inde i et bestemt hus 20 grader C, og udetemperaturen er konstant.
Varmeanlægget i huset går i stykker kl. 13, og herefter begynder temperaturen inde i huset at falde. Temperaturen T inde i huset (målt i C) er en funktion af tiden t (målt i timer efter kl. 13), og det antages, at T opfylder differentielligningen

dT/dt = -0,019 (T+12) , t > 0

#1 Bestem den hastighed, hvormed temperaturen inde i huset ændrer sig på det tidspunkt, hvor temperaturen inde i huset er 15 grader C.

#2 Bestem en forskrift for T

både 1 og 2 taak.


Brugbart svar (0)

Svar #1
23. november 2010 af klimasven (Slettet)

 #1 Sæt T=15 det giver en hastighedsændring på -0,513

#2 Løsningen må være -0.0095 T^2-0.228 T+20


Svar #2
23. november 2010 af 91Sarah (Slettet)

Hvordan regner du det første ud :)


Brugbart svar (0)

Svar #3
23. november 2010 af PeterValberg

den første er rimelig simpel, - idet du bare indsætter T = 15 i diff.ligningen:

dT/dt = -0,019(T +12)
dT/dt = -0,019(15 + 12)
dT/dt = -0,019·27
dT/dt = -0,513

hvilket betyder, at når T = 15oC i huset, så er hastigheden hvormed temperaturen ændrer sig -0,513o/time
temperaturen falder (aftager) således i det øjeblik 0,513oC i timen

- - -

mvh.

Peter Valberg
(YouTube)


Svar #4
23. november 2010 af 91Sarah (Slettet)

Tak, jeg skulle spørg hvordan man kom frem til forskriften :) ?


Brugbart svar (0)

Svar #5
23. november 2010 af PeterValberg

 den næste:

en lille omskrivning af diff.ligningen

dT/dt = -0,019(T + 12)
dT/dt = -0,019T - 0,228
dT/dt = -0,228 - 0,019T

er en diff. ligning efter modellen y' = b - ay hvor væksthastigheden afhænger lineært af T.

denne type har den fuldtændige løsning:    y = b/a + ce-at

sætter vi tallene ind, får vi:

T = -0,228/0,019 +ce-(-0,019t) = -12 + c·e0,019t

vi mangler så bare lige en oplysning for at kunne bestemme værdien for konstanten c (der er et tal)...hmmmm, hvordan er det nu det er??????

- - -

mvh.

Peter Valberg
(YouTube)


Svar #6
23. november 2010 af 91Sarah (Slettet)

:D hvad for et tal, sorry har ikke styre på differentialligninger :(


Svar #7
23. november 2010 af 91Sarah (Slettet)

20 grader ?


Brugbart svar (0)

Svar #8
23. november 2010 af PeterValberg

 Aha, ... læser man opgaveteksten med lup fremgår det at til tiden t = 0 (lige før at varmeanlægget gik i stykker, var temperaturen i huset 20oC), - dermed ved vi at T(0) = 20 hvilket kan indsættes og c bestemmes....

T(t) = -12 + c·e0,019t
20 = -12 + c·e0,019·0
32 = c·e0
32 = c·1
c = 32

dermed har vi den partikulære løsning (svaret på din opgave):

T(t) = -12 + 32e0,019t
 

that's it :-)

- - -

mvh.

Peter Valberg
(YouTube)


Svar #9
23. november 2010 af 91Sarah (Slettet)

Mange taak skal du have . Jeg har faktisk to spørgsmål , hvis du har tid..

Hvordan kommer du til 2 trin her :

 dT/dt = -0,019(T + 12)
dT/dt = -0,019T - 0,228
dT/dt = -0,228 - 0,019T

og når man skal bestemme hvor mange timer der går inden temperaturen inde i huset er faldet med 18 grader ?


Brugbart svar (0)

Svar #10
23. november 2010 af pensionist (Slettet)

.


Brugbart svar (0)

Svar #11
23. november 2010 af PeterValberg

 #9 
dT/dt = -0,019(T + 12)         -0,019 ganges ind i parentesen på BEGGE led
dT/dt = -0,019T - 0,228
dT/dt = -0,228 - 0,019T

det sidste med tiden, der skal gå, før temperaturen er faldet 18o er det et nyt spørgsmål til opgaven (jeg så den ikke i ovenstående, men okay)

vi startede med 20o da varmen gik i stykker, når det er faldet 18o må temperaturen i huset jo være 2o

sæt ind i forskriften og bestem t

T(t) = -12 + 32e0,019t

2 =  -12 + 32e0,019·t

isolér og beregn t :-)

- - -

mvh.

Peter Valberg
(YouTube)


Svar #12
23. november 2010 af 91Sarah (Slettet)

Mange taak for hjælpen. DU SÅ SØØØØD at du gider at hjælpe andre folk, det skal du være glad for :). du gør andre glad :D


Brugbart svar (0)

Svar #13
24. november 2010 af pensionist (Slettet)

Der er vist sket en fortegnsfejl

Mon ikke det skal være T(t) = -12 + 32e-0,019t

Ellers vil  T (t) være en voksende funktion - og den tid du beregner vil være negativ.


Brugbart svar (1)

Svar #14
24. november 2010 af pensionist (Slettet)

dT/dt =  ( -0,228 )    -    ( 0,019)T

y'       =    ( b )             -        ( a)  *  y

Heraf ses det at a = 0,019 skal indsættes som et positivt tal i løsningsligningen.

Det er måske værd at bemærke, at -12 er den laveste temperatur der kan opnås i huset.


Brugbart svar (1)

Svar #15
24. november 2010 af PeterValberg

 # 13 Ups, det med fortegnet var vist en smutter :-) tak for det pensionist

- - -

mvh.

Peter Valberg
(YouTube)


Brugbart svar (0)

Svar #16
24. november 2010 af PeterValberg

 Lige for at slå det helt fast:

vi fandt i #9 at differentialligningen kan omskrives til:   dT/dt = -0,228 - 0,019T

dette er er en diff. ligning efter modellen y' = b - ay
hvor væksthastigheden afhænger lineært af T.

hvor b = -0,228  og a = +0,019 (idet modellen forudsætter positiv værdi for a)

denne type har den fuldtændige løsning: y = b/a + c·e-at

det var det med fortegnene i modellen for diff.ligningen og i modellen for løsningen, der snød mig.

altså skal det (som pensionist så rigtigt bemærker) se således ud:

T(t) = -0,228/0,019 + c·e-0,019·t  = -12 + c·e-0,019·t 

hvilket er den fuldstændige løsning, - den partikulære løsning findes som ovenfor
ved at indsætte oplysningen T(0) = 20 i ligningen og bestemme c (giver stadig 32)

- - -

mvh.

Peter Valberg
(YouTube)


Skriv et svar til: Please hjælp :(

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.