Вопрос задан 03.02.2025 в 14:54. Предмет Математика. Спрашивает Долгов Алексей.

1)Во время весеннего паводка изменение объема поступающей в озеро воды в течение суток можно описать уравнением S(t)=10+4t гдеS(t) – объем поступившей в озеро воды (в м3) за время t (в часах), 0<t<24 Для того чтобы уровень воды в озере не превысил предельный уровень, оборудован сток воды из озера с постоянной скоростью 58 м3/ч. В момент времени t=0 объем воды в озере составил 30000 м3 , если V(t) объем воды в озере в момент времени t , то математическая модель для нахождения V(t) может иметь вид
___________.
2) а) Объем воды в озере в момент времени t=6 часов равен _______.
б) Объем воды в озере в момент времени t=16 часов равен _______.
3)Если в момент времени t=18 сток воды из озера был перекрыт и до конца суток воды из озера не вытекала, то объем воды в озере в конце дня ( t=24 часа) будет равен ________.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Курсонский Назар.

Давайте разберём задачу подробно:

1) Математическая модель V(t)V(t)

Обозначения:

  • S(t)=10+4tS(t) = 10 + 4t — объём поступившей воды в озеро за время tt (м³/ч).
  • Сток воды из озера: 58м³/ч58 \, \text{м³/ч}.
  • Начальный объём воды в озере: V(0)=30000м³V(0) = 30000 \, \text{м³}.

За промежуток времени tt поступает S(t)dt\int S(t) dt воды, и при этом вытекает 58t58t воды. Тогда общий объём воды в озере V(t)V(t) можно выразить как:

V(t)=V(0)+0tS(τ)dτ58t,V(t) = V(0) + \int_0^t S(\tau) d\tau - 58t,

где τ\tau — переменная интегрирования.

Теперь найдём 0tS(τ)dτ\int_0^t S(\tau) d\tau:

S(τ)=10+4τ    0tS(τ)dτ=0t(10+4τ)dτ=[10τ+2τ2]0t=10t+2t2.S(\tau) = 10 + 4\tau \implies \int_0^t S(\tau) d\tau = \int_0^t (10 + 4\tau) d\tau = \left[ 10\tau + 2\tau^2 \right]_0^t = 10t + 2t^2.

Подставляем в уравнение:

V(t)=30000+(10t+2t2)58t.V(t) = 30000 + (10t + 2t^2) - 58t.

Приводим подобные слагаемые:

V(t)=3000048t+2t2.V(t) = 30000 - 48t + 2t^2.

2) Найдём объём воды в озере в указанные моменты времени.

а) При t=6t = 6:

V(6)=30000486+262.V(6) = 30000 - 48 \cdot 6 + 2 \cdot 6^2.

Вычисляем:

V(6)=30000288+72=30284м³.V(6) = 30000 - 288 + 72 = 30284 \, \text{м³}.

б) При t=16t = 16:

V(16)=300004816+2162.V(16) = 30000 - 48 \cdot 16 + 2 \cdot 16^2.

Вычисляем:

V(16)=30000768+512=29744м³.V(16) = 30000 - 768 + 512 = 29744 \, \text{м³}.

3) Объём воды в озере в конце дня (t=24t = 24), если сток воды был перекрыт в t=18t = 18.

До t=18t = 18 вода поступает и уходит:

V(18)=300004818+2182.V(18) = 30000 - 48 \cdot 18 + 2 \cdot 18^2.

Вычисляем:

V(18)=30000864+648=29884м³.V(18) = 30000 - 864 + 648 = 29884 \, \text{м³}.

После t=18t = 18 (до t=24t = 24) сток перекрыт, поэтому добавляется только поступающая вода:

ΔV=1824S(t)dt.\Delta V = \int_{18}^{24} S(t) dt.

Найдём 1824S(t)dt\int_{18}^{24} S(t) dt:

S(t)=10+4t    1824(10+4t)dt=[10t+2t2]1824.S(t) = 10 + 4t \implies \int_{18}^{24} (10 + 4t) dt = \left[ 10t + 2t^2 \right]_{18}^{24}.

Вычисляем:

1824(10+4t)dt=(1024+2242)(1018+2182).\int_{18}^{24} (10 + 4t) dt = \left( 10 \cdot 24 + 2 \cdot 24^2 \right) - \left( 10 \cdot 18 + 2 \cdot 18^2 \right). =(240+1152)(180+648)=1392828=564м³.= (240 + 1152) - (180 + 648) = 1392 - 828 = 564 \, \text{м³}.

Добавляем это к V(18)V(18):

V(24)=V(18)+564=29884+564=30448м³.V(24) = V(18) + 564 = 29884 + 564 = 30448 \, \text{м³}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос