Oppgåve 3MX

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk for videregående skole og oppover på høyskolenivå. Alle som føler trangen er velkommen til å svare.

Moderatorer: Aleks855, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa, DennisChristensen, Emilga

Svar
dok
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 2
Registrert: 05/10-2004 14:49

Ei oppgåve lyder slik:

Me syklar med jamn fart rett fram bortover på ei horisontalt underlag. Eit punkt P på eit av dekka er på bakken ved t=0. Etter t sekund er posisjonen til punktet P gjeven ved

r(vektor)(t) = [3[pi][/pi]t - (1/4)sin(12[pi][/pi]t), (1/4) - (1/4)cos(12[pi][/pi]t)]

Finn hjuldiameteren.


Det fyrste som slo meg var eg eg må derivera r(vektor)(t), for så å setja denne lik null; og at eg så kunne finna y-koordinaten til eit av toppunkta. Eg deriverte slik:

r(vektor)'(t) = [3[pi][/pi] - (1/4)cos(12[pi][/pi]t)12[pi][/pi], (1/4)sin(12[pi][/pi]t)12[pi][/pi]]

v(vektor)(t) = [3[pi][/pi] - 3[pi][/pi]cos(12[pi][/pi]t), 3[pi][/pi]sin(12[pi][/pi]t)]

Men så kjem problemet mitt; korleis kan eg setja ein vektor lik null? Eg må kanskje freista å finna ein funksjon for v uttrykt med t, med dette fekk eg ikkje heilt til. Kan nokon hjelpa meg på veg?
En linje er lengde uten bredde.
(Euclid)
oro2
Guru
Guru
Innlegg: 655
Registrert: 23/11-2003 01:47
Sted: Bergen

Du får vite at y-komponenten til punktet er gitt ved (1/4) - (1/4)cos(12[pi][/pi]t). Det er denne det er interessant å se på når har sin maksimale verdi, da er punktet på toppen av hjulet.

Du har derivert denne og fått: 3[pi][/pi]sin(12[pi][/pi]t)
Hvis du setter denne lik null er vi enten i det laveste punktet (på bakken) , eller på toppen. Du vet at ved t=0 er du på bakken, derfor er neste t-verdi den må bruke.

3[pi][/pi]sin(12[pi][/pi]t) = 0
sin(12[pi][/pi]t) = 0
12[pi][/pi]t = 0 eller 12[pi][/pi]t = [pi][/pi]
Har argumentert for at det er den andre løsningen vi er interessert i her.
12[pi][/pi]t = [pi][/pi]
t = 1/12

Du har nå funnet ut at etter 1/12 sekund er punktet P i toppen. Hvis du beregner y-koordinaten når t=1/12 finner du diameteren.

Setter inn t=1/12 i (1/4) - (1/4)cos(12[pi][/pi]t)
Du får da 1/2



Det er ikke så vanskelig å observere dette uten noe særlig regning heller.
Hvis høydekomponenten til hjulet er gitt ved (1/4) - (1/4)cos(12πt) vet du at høyden varierer mellom 0 og 1/2, da cos(et eller annet) alltid varierer mellom -1 og 1 periodisk.




Endret: endel trykkfeil.
dok
Fibonacci
Fibonacci
Innlegg: 2
Registrert: 05/10-2004 14:49

Takk for svar, klarte oppgåva no. Såg "feila" dine (før endring), men klarte løysa oppgåva likevel. Har du matematikkutdanning, du? Lærar?
En linje er lengde uten bredde.
(Euclid)
oro2
Guru
Guru
Innlegg: 655
Registrert: 23/11-2003 01:47
Sted: Bergen

Jepp, copy/paste av formlene fra ditt innlegg gikk litt fort der..

Har tatt 2-3mx, og 3-4 rene matematikkfag på høgskole-/universistetsnivå foreløpig (+ mange andre fag der vi anvender matematikken), men er enda student... :)

Er hvertfall ikke lærer :!:
Svar