Öljyn määrä säiliössä



Samankaltaiset tiedostot
Öljysäiliö maan alla

Hannu Mäkiö. kertolasku * jakolasku / potenssiin korotus ^ Syöte Geogebran vastaus

jakokulmassa x 4 x 8 x 3x

Fx-CP400 -laskimella voit ratkaista yhtälöitä ja yhtälöryhmiä eri tavoin.

MAA7 7.3 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin!

2.1 Yhdenmuotoiset suorakulmaiset kolmiot

plot(f(x), x=-5..5, y= )

Luentoesimerkki: Riemannin integraali

MAA7 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin!

4 / 2013 TI-NSPIRE CAS TEKNOLOGIA LUKIOSSA. T3-kouluttajat: Olli Karkkulainen ja Markku Parkkonen

Differentiaali- ja integraalilaskenta

n. asteen polynomilla on enintään n nollakohtaa ja enintään n - 1 ääriarvokohtaa.

Casion fx-cg20 ylioppilaskirjoituksissa apuna

Ylioppilastutkintolautakunta S t u d e n t e x a m e n s n ä m n d e n

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

2 Pistejoukko koordinaatistossa

Tekijä Pitkä matematiikka a) Ratkaistaan nimittäjien nollakohdat. ja x = 0. x 1= Funktion f määrittelyehto on x 1 ja x 0.

8. Yhtälöiden ratkaisuja Newtonilla, animaatioita

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2018 Insinöörivalinnan matematiikan koe, , Ratkaisut (Sarja A)

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2017 Arkkitehtimatematiikan koe , Ratkaisut (Sarja A)

Lisätehtäviä. Rationaalifunktio. x 2. a b ab. 6u x x x. kx x

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1. Tietokoneharjoitus: ratkaisut

Pinta-alojen ja tilavuuksien laskeminen 1/6 Sisältö ESITIEDOT: määrätty integraali

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

kartiopinta kartio. kartion pohja, suora ympyräkartio vino pyramidiksi

Trigonometriaa ja solve-komento GeoGebralla

Muutoksen arviointi differentiaalin avulla

Kappaleiden tilavuus. Suorakulmainensärmiö.

Differentiaalilaskennan tehtäviä

mplperusteet 1. Tiedosto: mplp001.tex Ohjelmat: Maple, [Mathematica] Sievennä lauseke x 1 ( mplp002.tex (PA P1 s.2011)

Lieriö ja särmiö Tarkastellaan pintaa, joka syntyy, kun tasoa T leikkaava suora s liikkuu suuntansa

RATKAISUT a + b 2c = a + b 2 ab = ( a ) 2 2 ab + ( b ) 2 = ( a b ) 2 > 0, koska a b oletuksen perusteella. Väite on todistettu.

A Lausekkeen 1,1 3 arvo on 1,13 3,3 1,331 B Tilavuus 0,5 m 3 on sama kuin 50 l 500 l l C Luvuista 2 3, 6 7

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

A-osio. Ilman laskinta. MAOL-taulukkokirja saa olla käytössä. Maksimissaan yksi tunti aikaa. Laske kaikki tehtävät:

Kun yhtälöä ei voi ratkaista tarkasti (esim yhtälölle x-sinx = 1 ei ole tarkkaa ratkaisua), voidaan sille etsiä likiarvo.

Tee kokeen yläreunaan pisteytysruudukko. Valitse kuusi tehtävää seuraavista kahdeksasta. Perustele vastauksesi!

cos x cos 2x dx a) symbolisesti, b) numeerisesti. Piirrä integroitavan funktion kuvaaja. Mikä itse asiassa on integraalin arvo?

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2017 Insinöörivalinnan matematiikan koe , Ratkaisut (Sarja A)

Yhtälöryhmät 1/6 Sisältö ESITIEDOT: yhtälöt

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

A-osa. Ratkaise kaikki tämän osan tehtävät. Tehtävät arvostellaan pistein 0-6. Taulukkokirjaa saa käyttää apuna, laskinta ei.

MAA7 7.2 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! lim.

x + 1 πx + 2y = 6 2y = 6 x 1 2 πx y = x 1 4 πx Ikkunan pinta-ala on suorakulmion ja puoliympyrän pinta-alojen summa, eli

Numeeriset menetelmät

ELEKTRONISET JÄRJESTELMÄT, LABORAATIO 1: Oskilloskoopin käyttö vaihtojännitteiden mittaamisessa ja Theveninin lähteen määritys yleismittarilla

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA JA YMPÄRISTÖALAN VALINTAKOE

π( f (x)) 2 dx π(x 2 + 1) 2 dx π(x 4 + 2x 2 + 1)dx ) = 1016π 15

Käyräparven kohtisuorat leikkaajat

MATEMATIIKKA. Matematiikkaa pintakäsittelijöille PAOJ 3. Isto Jokinen 2013

4 LUKUJONOT JA SUMMAT

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin

Matematiikan tukikurssi

MS-A0104 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ELEC2) MS-A0106 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ENG2)

Oppimateriaali oppilaalle ja opettajalle : GeoGebra oppilaan työkaluna ylioppilaskirjoituksissa 2016 versio 0.8

Johdantoa. Jokaisen matemaatikon olisi syytä osata edes alkeet jostakin perusohjelmistosta, Java MAPLE. Pascal MathCad

Yleistä vektoreista GeoGebralla

Numeerinen integrointi

Laskuharjoitus 2A ( ) Aihepiiri: Raja-arvot etc. Adams & Essex, 8th Edition, Chapter 12. z = f(x, 0) = x2 a z = f(0, y) = 02 a 2 + y2

9. Vektorit. 9.1 Skalaarit ja vektorit. 9.2 Vektorit tasossa

Matematiikan peruskurssi 2

Preliminäärikoe Tehtävät A-osio Pitkä matematiikka kevät 2016 Sivu 1 / 4

Numeeriset menetelmät TIEA381. Luento 5. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 5 () Numeeriset menetelmät / 28

Ensimmäisen kertaluvun yhtälön numeerinen ratkaiseminen

Mapu 1. Laskuharjoitus 3, Tehtävä 1

1 Aritmeettiset ja geometriset jonot

Aluksi Kahden muuttujan lineaarinen yhtälö

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ (1 piste/kohta)

wxmaxima-pikaopas Ari Lehtonen

2 x 5 4x + x 2, [ 100,2].

= 6, Nm 2 /kg kg 71kg (1, m) N. = 6, Nm 2 /kg 2 7, kg 71kg (3, m) N

Kompleksiluvut., 15. kesäkuuta /57

PRELIMINÄÄRIKOE. Lyhyt Matematiikka

Lataa ilmaiseksi mafyvalmennus.fi/mafynetti. Valmistaudu pitkän- tai lyhyen matematiikan kirjoituksiin ilmaiseksi Mafynetti-ohjelmalla!

Betonimatematiikkaa

5.3 Suoran ja toisen asteen käyrän yhteiset pisteet

Matematiikan taito 9, RATKAISUT. , jolloin. . Vast. ]0,2] arvot.

! 7! = N! x 8. x x 4 x + 1 = 6.

= = = 1 3.

Betonimatematiikkaa

MS-A0204 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (ELEC2) Luento 7: Pienimmän neliösumman menetelmä ja Newtonin menetelmä.

Differentiaaliyhtälöryhmä

A B = (1, q, q 2 ) (2, 0, 2) = 2 2q q 2 = 0 q 2 = 1 q = ±1 A(±1) = (1, ±1, 1) A(1) A( 1) = (1, 1, 1) (1, 1, 1) = A( 1) A(1) A( 1) = 1

Derivaatat lasketaan komponenteittain, esimerkiksi E 1 E 2

Matematiikan peruskurssi 2

Kartio ja pyramidi

Ratkaisut Tarkastelemme kolmiota ABC, jonka sivujen pituudet ovat!, & ja ' ja niiden vastaiset korkeudet

Ratkaisuja, Tehtävät

Syksyn 2015 Lyhyen matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

Preliminäärikoe Tehtävät A-osio Pitkä matematiikka kevät 2016 Sivu 1 / 4

MAOL-pisteytysohje. Matematiikka lyhyt oppimäärä Kevät 2014

Kaulaketju. Syöte. Tuloste. Esimerkki 1. Esimerkki 2

4 TOISEN ASTEEN YHTÄLÖ

Casion fx-cg20 ylioppilaskirjoituksissa apuna

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Lineaarialgebra a, kevät 2019

Transkriptio:

Öljyn määrä säiliössä Heikki Apiola 19.1.2011 Liittyy matematiikkalehti Solmun artikkeliin: Riittääkö lämmitysöljy http://solmu.math.helsinki.fi/2011/1/apiola.pdf Maan sisällä makaava lieriön muotoinen säiliö. Pohjaympyrän säde: R, Lieriön pituus: L restart: with(plots):with(linalg): # Alustuksia Lieriön kuva Avaamalla kappaleen nuolta klikkaamalla näet piirtokoodin. Kuvaa voit pyöritellä hiirellä. (Edellyttää Maplea, pdf-tiedostoa voi vain katsoa.) lierionkuva; Piirretään lieriön profiiliympyrän kuva Jos avaat kappaleen nuolta klikkaamalla, näet piirtokomennot. ympkuva;

R y Olkoon siis lieriön pituus=l ja pohjaympyrän säde=r. Kuten kuvasta nähdään ja artikkelissa tarkemmin selitetään, saadaan lieriön tilavuudelle kaava: (Huomaa, että punaiset kaavat ovat Maple-ohjelmalle annettavia komentoja, siniset ohjelman palauttamia tuloksia. ) tilavuus:=((pi-alpha)*r^2+y*sqrt(r^2 - y^2))*l; (1) Muuttujalla tilavuus on nyt yllä näkyvä symbolinen arvo alpha:=arccos(y/r); (2) Mittatikku antaa öljyn pinnan korkeuden h pohjalta lukien, ts. y:=h-r; Yllä tilavuuden lausekkeessa esiintyvät muttujat ovat "vapaita muuttujia", ts. niille ei ole asetettu ne sijoittuvat automaattisesti tilavuuden lausekkeeseen, no katsotaan: tilavuus; Helpottaaksemme jatkokäsittelyä, määrittelemme tilavuuden lausekkeen sijasta funktioksi: (3) (4)

Maple:ssa on kaksi tapaa, emme puutu tekniikoihin tarkemmin, tässä yhteydessä sopii tämä: V:=unapply(tilavuus,h); (5) Koska lieriön tilavuus = 4 L:=4/(Pi*R^2); (6) V(h); (7) Nyt siis myös L on sijoitettu R:n avulla lausuttuna V-funktion lausekkeeseen.. Meillä on siis tuntematon R ja sen määräämiseksi yhtälö V(0.95) = V(0.1) + 3 yhtalo:=v(0.95)=3+v(0.1); (8) Nähdään, että vähentämällä 4 kummaltakin puolelta, voitaisiin yhtälö sieventää artikkelissa esiintyvään muotoon. Maplen komentaminen tuohon ei näytä olevan ihan helppoa, eikä sillä ole merkitystä jatkokösittelyssä, kun jatketaan Maplella. Yhtälön ratkaiseminen with(plots): vasen:=lhs(yhtalo);oikea:=rhs(yhtalo); Tutkitaan graafisesti: kappyra:=plot(vasen-oikea,r=0.5..1,thickness=2,axes=box, gridlines=true): rinkula:=plot([0.65],[0],style=point,symbol= circle,symbolsize=20,color=black): display([kappyra,rinkula]); (3.1)

0 Zoomataan lähemmäs: kappyra:=plot(vasen-oikea,r=0.6..0.7,thickness=2,axes=box, gridlines=true): rinkula:=plot([0.648],[0],style=point, symbol=circle,symbolsize=20,color=black): display([kappyra,rinkula]); R

0 Kursorin kohdistuksella luetaan: R=0.648. Ratkaistaan vielä numeerisella yhtälön ratkaisijalla, alkupisteenä R=0.65. (Silmämääräisesti käyrä ei juuri eroa tangentistaan tällä zoomauksella. Niinpä tällä alueella Newtonin menetelmän pitäisi toimia erittäin hyvin.) R fsolve(vasen-oikea,r=0.65); 0.6480360777 (3.2) Mittatikun asteikon laskeminen R:='R':V(h); (4.1) Annetaan R:lle yllä laskettu arvo. R:=0.648036077; V(h); (4.2) (4.3)

1 (4.3) Nyt meillä on funktio V, joka laskee numeerisen tilavuusarvon V(h) syötteenä annetulle korkeusarvolle h. Maple täytyy komentaa laskemaan numeerinen likiarvo yhdistämällä laskentaan funktio evalf. Funktioiden yhdistämiseen on symboli @. Vf:=evalf@V; Tarkistetaan, että yhtälömme toteutuu. Vf(0.95)=Vf(0.1)+3; Vf(2*R); 4.00000 Kun otettiin R:lle näin tarkkaan, yhtälön puolet eroavat vasta 10:nnessä numerossa. Toki mittauksissa on senverran epätarkkuutta, että pienempikin numeroiden määrä riittäisi hyvin. Mutta antaa nyt Maplen laskea tällä arvolla. (Kiintoisa havainto: Jokisen öljysäiliön täyttöfirma oli nähtävästi tähdännyt siihen, että säiliöön laitetaan öljyä kolmen numeron tarkkuudella onnistuivat) (4.4) (4.5) (4.6) Taulukon laskenta askel:=0.1; korkeudet:=[seq(k*askel,k=0..13)]; # Taulukoidaan 10 cm askelin. tilavuudet:=map(vf,korkeudet); (4.1.1) (4.1.2) interface(displayprecision=5): # Näyttötarkkuus 5 numeroa tilavuudet; (4.1.3) with(linalg):with(linearalgebra): matrix([korkeudet,tilavuudet]); (4.1.4) Kuriositeetti: Kun pyydetään laskemaan tilavuutta korkeusarvolla, joka menisi säiliön ulkopuolelle (1.3 > 2R), saadaan tilavuudelle imaginaariosa.

Lasketaan 1 cm:n askeleella, kuten alkuperäisessä tehtävänannossa. Toistetaan edelliset komennot muuttaen asekel ja niiden lukumäärä: askel:=0.01: korkeudet:=[seq(k*askel,k=0..130)]: tilavuudet:=map(vf,korkeudet): Taulukko ei mahdu vaakasuunnassa, joten käännetään se pysyyn ja jaetaan osiin. Näytetään muodossa: [hsarake,vsarake,hsarake,vsarake,...,hsarake,vsarake] Taulukko:=Transpose(Matrix([korkeudet,tilavuudet])): osa1:=<taulukko(1..10,1..2) Taulukko(11..20,1..2) Taulukko (21..30,1..2) Taulukko(31..40,1..2)>; (4.1.5) osa2:=<taulukko(41..50,1..2) Taulukko(51..60,1..2) Taulukko (61..70,1..2) Taulukko(71..80,1..2)>; (4.1.6) osa3:=<taulukko(81..90,1..2) Taulukko(91..100,1..2) Taulukko(101..110,1..2) Taulukko(111..120,1..2)>;

(4.1.7) Transpose(Taulukko(121..130,1..2)); # Viimeinen osa vaakasuoraan. (4.1.8) 2*R; 1.29607 (4.7) Eiköhän se ole siinä!