Matematik

Harmonisk svingning - find funktion

12. april 2023 af gymelev178 - Niveau: A-niveau

Jeg har en opgave der lyder:

Vanddybden i en bestemt havn varierer voldsomt grundet tidevandet. Vanddybden f(x) kan beskrives som en funktion af typen:
f(x)=a⋅sin(bx+c)+d,
hvor x er antal timer efter midnat. Vanddybden er ved lavvande 1,5 meter og ved højvande 12,5 meter. Højvande indtræffer kl. 9 og kl. 21.

Bestem forskriften for f(x).

Jeg er kommet frem til at siden højvande = 12,5 m og lavvande = 1,5 m, må amplituden være 12,5 - 1,5 / 2 = 5,5

Derudover må forskydningskonstanten (som i dette tilfælde er d) være 7, siden "y" skal være lig med eller mellem 1,5 og 12,5. Også fordi (12,5 + 1,5)/2 = 7

Afslutningsvis vides det at der må være en periode på 12 (12 timer), da højvande sker ved kl 9 og 21. Så må vinkelfrekvensen være: 2pi/12 = 0,52

Men hvordan finder jeg den sidste ukendte, altså faseforskydningen? Jeg har fundet frem til dette:
f(x)= 5.5 * sin(0,52x - φ) + 7

(P.S. Jeg har vedhæftet billede af opgaven)
 


Svar #1
12. april 2023 af gymelev178

Jeg har prøvet at regne lidt på den og er kommet frem til (φ/0.52 = 2.5*Pi).

φ = 4,08

Men når jeg indsætter den nu fundne forskrift på geogebra passer det ikke til at højvande på 12,5 meter skal ramme kl 9 og 21.

(Har vedhæftet billede af funktionen i geogebra)


Brugbart svar (0)

Svar #2
13. april 2023 af ringstedLC


Brugbart svar (0)

Svar #3
13. april 2023 af ringstedLC

\begin{align*}f(x) &= \sin(b\,x-c) \\ b &= \frac{2\,\pi}{12}=\frac{\pi}{6} \\ f(9)=\sin\left (\frac{\pi}{6}\cdot 9-c \right ) &= 1 \\ \sin\left (\frac{3\,\pi}{2}-c \right ) &= 1 \\ \frac{3\,\pi}{2}-c &= \frac{\pi}{2} \\c &=... \end{align*}

Alternativ: Sæt enheden på x-aksen til "π / 2". Sæt c = 0 og se heraf den nødvendige forskydning.

NB. Der bedes ikke om et antal decimaler, så du regner i eksakte værdier.


Brugbart svar (0)

Svar #4
13. april 2023 af SuneChr

Faseforskydningen kan udelades, hvis vi gør amplituden negativ:
   f (x)  =  - 11/2sin(π/6x) + 7


Svar #5
13. april 2023 af gymelev178

Det bedes netop om 2 decimaler hvis du tage et kig ekstra kig på billedet, og jeg skal udfylde alle felterne, så det ville give fejl at udelade den.

Brugbart svar (0)

Svar #6
13. april 2023 af ringstedLC

Jeg burde have skrevet: Afrund først i resultaterne.


Skriv et svar til: Harmonisk svingning - find funktion

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.