题目内容

某港口的水深y(米)是时间t(,单位:小时)的函数,下面是水深的数据:

根据上述数据描出的曲线如下图所示,经拟合,该曲线可近似地看成正弦函数的图象.

(1)试根据以上数据,求出的表达式;

(2)一般情况下,船舶航行时,般底离海底的距离不少于4.5米时是安全的,如果某般的吃水深度(般底与水面的距离)为7米,那么该般在什么时间段能够安全进港?若该般欲当天安全离港,则在港内停留的时间最多不能超过多长时间(忽略进出港所用的时间)?

答案:略
解析:

(1)从拟合曲线可知:函数在一个周期内最大变到最小需9-3=6(小时),此为半个周期,所以函数的最小正周期为12小时,因此,.

又∵当t=0时,y=10;当t=3时,,

∴,A=13-10=3.

于是所求的函数表达式为.

(2)由于船的吃水深度为7米,船底与海底的距离不少于4.5米,故在船舶航行时水深y应大于等于7+4.5=11.5(米).

由拟合曲线可知,一天24小时,水深y变化两个周期,故要使船舶在一天内停留港口的时间最长,则应从凌晨3点前进港,而从第二个周期中的下午15点后离港.

令,可得.

∴,

∴.

取,则;取,则;

而取时,则(不合题意).

从而可知船舶要在一天之内在港口停留时间最长,就应从凌晨1点后(1点到5点都可以)进港,而下午的17点(即13点到17点之间)前离港,在港内停留的时间最长为16小时.


提示:

(1)从拟合曲线可知:函数的周期:由t=0时的函数值,t=3时取得的最大值,进而可求得、A、b的值,即得函数的表达式.

(2)根据(1)中求得的函数表达式,求出数值不小于4.5+7=11.5(米)的时段,从而就可回答题中的两问.


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