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2018年08月28日

23025 大人のさび落とし 時間に対する変化率




雨の日の スローライフの部屋



時間に対する

変化率

増加 減少 する割合 → 変化率


球形の 風船が あるんだって

実際にはさ

球形に膨らむのは 難しい

問題だからさ

理想的な 理論で


だから

実際だと 苦労しますが


兎も角

始めは 半径が 2センチ

空気を入れ始めると

1秒ごとに 1mm の割合で

半径が 増えていくとすれば


半径が 4センチ になった瞬間における

表面積 および 体積の 増加の

割合いを求めなさい



HPNX0001.JPG



球形の 表面積は

しんぱいあーるの事情


球形の 体積は

身の上心配あーるの惨状

やな 覚え方だなぁー



HPNX0002.JPG




半径が 大きくなるのは 1秒ごとに

0.1センチ だから

(2+0.1t)

これを

公式に 入れて

tで 微分したら

表面積の増える割合


HPNX0003.JPG


公式に 入れて 

ds/dt

は こんなだから


HPNX0004.JPG



半径が 4センチになった時の

増加の割合は

あー


何秒 かかるか まだ出してなあったから

半径が

(2+0.1t) = 4になるのは

t=20



HPNX0005.JPG




20秒の時




代入したら

3.2π だから



HPNX0006.JPG


半径が 4センチになった時の

増加の 割合は

3.2π 平方センチ/秒


体積の方も

公式に 半径を代入して




HPNX0007.JPG




tで微分したら


HPNX0008.JPG



これに


t=20 を 代入すれば


HPNX0009.JPG


半径が 4センチになった瞬間の

体積の 増加率が出て


HPNX0010.JPG




6.4π


6.4π 立方センチ/秒


HPNX0011.JPG




次は

白金棒

の 膨張率


HPNX0012.JPG



零度cの ときの

割合いにたいして 


t°cの ときの 長さの 時間微分が 膨張率だから


HPNX0013.JPG




こんな感じで


HPNX0014.JPG




ここに

与えられている

数値を

代入して

桁合わせをすれば


有効数字 小数点以下第二位までだから


HPNX0015.JPG




コロ、コロ、 で 小数点を 動かして

10の 2乗にして

整理すると
HPNX0016.JPG



これで どないでしょ

HPNX0017.JPG



二つの 辺の長さが 等しい

直方体があって


等しい二辺は a


他の一辺は b


a=30

b=50を 基準に


aは 毎秒+3センチ

bは 毎秒-2センチ


HPNX0018.JPG




直方体が

立方体になった時の 体積は

増加しつつあるか

減少しつつあるか


体積が 最大になるのは いつか







HPNX0019.JPG




体積は

三辺を 掛け合わせた形



HPNX0020.JPG



立方体に なるのは

a=bの時だから

(a+3t)=(b-2t)

a=30

b=50

なのだから

30+3t=50-2t

t=4



HPNX0021.JPG


t=4の時 立方体

この時の

体積の 増加率は

体積を tで微分したものに

t=4 を だいにゅうすれば


HPNX0022.JPG


微分したものに

HPNX0023.JPG






t=4を 入れたら

dv/dt>0


グラフでいうところの


傾き

これが プラス なので

増加しつつある




HPNX0001 (1).JPG





体積が 最大になるのは


この 微分した 式が 増加しつつある 範囲の

一番 右側

と言うのは


これは

いつか 0になってしまうでしょ


体積が

aは 30+3t だけど

bは50-2t


いつか 体積は 0になるので

限りなくは 増加しない

だから 増加してる範囲で

いちばん 増加した 右端








HPNX0025.JPG


tの範囲は

0 =< t < 25


HPNX0026.JPG

不等式を 解くでしょ

マイナスで くくったから


マイナスを 消すと 符号の 向きが変わって


HPNX0027.JPG



マイナス で 範囲が 出てくるけど


この範囲が

増加しつつある 範囲


HPNX0028.JPG



だから

t=40/3の時 最大値

HPNX0029.JPG




半径1の 球がある

この 中心 o から

一つの 半径に沿って

表面上の点 Aに 向かう運動をする点 P


時刻 t にこける OP=t の時


点Pに おいて

OA に 垂直な 平面による 切り口と


点Aによってできる

円錐の 体積を 求め


t=0における

体積の 増加率を 求めよ


HPNX0030.JPG


球があって

半径は 1

中心から ある 一つの 半径に沿って

表面にある 点Aに 向かう運動をする点P




HPNX0031.JPG


点Pにおける OAに 垂直な 平面の切り口


こんな感じかな

HPNX0032.JPG



ここで できてきた

円錐の 体積は

半径と 高さが 分かれば いいのだから

半径と 高さを t の関数で 表現して



HPNX0033.JPG


球だからさ

半径 そこらじゅうに あってですね



HPNX0034.JPG



半径と 高さを tで 表して


HPNX0035.JPG



体積は こうでしょ


tで 微分したら

体積の 増加率

dv/dt

HPNX0036.JPG



この 増加率の

tに t=0 を 代入したら


HPNX0037.JPG



- π/3



HPNX0038.JPG

お疲れ様です。










( 晴れ部屋へ 家庭菜園5F 4F 3F 2F 1 Fざっかや

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