题目内容

某港口水的深度y(米)是时间t(0≤t≤24,单位:时)的函数,记作y=f(t).下面是某日水深的数据:

经长期观察,y=f(x)的曲线可以近似地看成函数y=Asinωt+B的图象.

(1)

试根据以上数据,求出函数y=f(t)的近似表达式

(2)

一般情况下,船舶航行时,船底离海底的距离为5米或5米以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰海底即可).某船吃水深度(船底离水面的距离)为6.5米,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问它至多能在港口内停留多长时间?(忽略进出港所需时间)

答案:
解析:

(1)

  解:由表格数据可知,y=f(t)的周期T=12,振幅A=3,B=10,

  ∴y=3sinω t+10,把t=3,y=13代人y=3sinω t+10得:ω=

  ∴y=3sin t+10(0≤t≤24).

(2)

  解:由题意知该船安全进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5米,

  ∴3sin t+10≥11.5,即sin t≥,∴2kπ+t≤2kπ+π(k∈Z).∴12k+1≤t≤12k+5.

  又∵0≤t≤24,∴k取0或1.从而有1≤t≤5或13≤t≤17.

  因此,在一天中,该船最早能在凌晨1时进港,最晚在下午17时出港,在港口最多能停16个小时.

  分析:首先由对表格数据的观察可得函数的周期、最值等,并确定函数的解析式.然后,再将(2)转化为简单的三角不等式.


提示:

可根据表格中的数据作出简图,并依关键点连接的曲线的形状选择正弦函数来近似地描述这个问题.当t=6时,y=9.9≈10.0,由于表格中的数据是观察、测量得到的,其误差不影响函数的适用性.


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