Os dois lados de um triângulo têm 6 me 7 m de comprimento e o ângulo entre eles aumenta a uma taxa de 0,07 rad / s. Como você encontra a taxa na qual a área do triângulo está aumentando quando o ângulo entre os lados do comprimento fixo é pi / 3?

Os dois lados de um triângulo têm 6 me 7 m de comprimento e o ângulo entre eles aumenta a uma taxa de 0,07 rad / s. Como você encontra a taxa na qual a área do triângulo está aumentando quando o ângulo entre os lados do comprimento fixo é pi / 3?
Anonim

As etapas gerais são:

  1. Desenhe um triângulo consistente com a informação dada, rotulando a informação relevante
  2. Determine quais fórmulas fazem sentido na situação (Área do triângulo inteiro com base em dois lados de comprimento fixo e relações trigonométricas de triângulos retos para a altura variável)
  3. Relacione quaisquer variáveis desconhecidas (altura) de volta para a variável # (teta) # que corresponde à única taxa dada # ((d theta) / (dt)) #
  4. Faça algumas substituições em uma fórmula "principal" (a fórmula da área) para que você possa antecipar o uso da taxa dada
  5. Diferencie e use a taxa dada para encontrar a taxa que você está procurando # ((dA) / (dt)) #

Vamos anotar as informações dadas formalmente:

# (d theta) / (dt) = "0.07 rad / s" #

Então você tem dois lados de comprimento fixo e um ângulo entre eles. O terceiro tamanho é um valor variável, mas é tecnicamente um tamanho irrelevante. O que nós queremos é # (dA) / (dt) #. Não há nenhuma indicação de que este seja um triângulo retângulo, portanto, vamos começar presumindo que não é no momento.

Um triângulo teoricamente consistente é:

Tenha em mente que isso não é proporcionalmente representativo do verdadeiro triângulo. A área disso pode ser encontrada mais facilmente com:

#A = (B * h) / 2 #

onde nossa base é claro #6#. O que é # h #, Apesar? Se traçarmos uma linha divisória verticalmente do ápice até a base, automaticamente teremos um triângulo retângulo no lado esquerdo do triângulo como um todo. independentemente do comprimento do lado # x #:

Agora nós Faz tem um triângulo retângulo. Observe, no entanto, que nossa fórmula de área # h # mas não # theta #e nós só sabemos # (d theta) / (dt) #. Então, precisamos representar # h # em termos de um ângulo. Sabendo que o único lado conhecido no triângulo da esquerda é o #7#Lado comprido:

#sintheta = h / 7 #

# 7sintheta = h #

Até agora, nós temos:

# (d theta) / (dt) = "0.07 rad / s" # (1)

#A = (Bh) / 2 # (2)

# 7sintheta = cor (verde) (h) # (3)

Então, nós podemos ligar (3) para dentro (2), diferenciar (2) e implicitamente adquirir # (d theta) / (dt) #e ligue (1) para dentro (2) para resolver # (dA) / (dt) #, nosso objetivo:

#A = (6 * cor (verde) (7sintheta)) / 2 = 21sintheta #

#color (azul) ((dA) / (dt)) = 21costheta ((dteta) / (dt)) #

# = 21costheta ("0,07 rad / s") #

Finalmente, no #theta = pi / 3 #, temos #cos (pi / 3) = 1/2 # e:

# = 10.5 (0.07) = cor (azul) ("0.735 u" ^ 2 "/ s") #

(Observe que #6*7# significa que as unidades se tornam # "u" * "u" = "u" ^ 2 #e #2# não é um comprimento lateral por isso não tinha unidades. Além disso, # "rad" # é geralmente considerado como omitido, ou seja, # "rad / s" => "1 / s" #)