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Aufgabe:

Unter der Tageslänge versteht man die Zeitspanne zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. In der Tabellesind die Tageslängen in Wien aus dem Jahr 2014 zu verschiedenen Zeiten dargestellt.

DatumTage seit JahresbeginnTageslänge in Stunden
21.1.219
21.38012,2
21.123558,3

Die Funktion L mit L(t)=sin((2*π)/365)*(t-80)+12,21 modelliert die Tageslängen in Stunden. Die Variable t gibt die Anzahl der vergangenen Tage seit Jahresbeginn an.

a) Berechne die Tageslängen am 21.1., 21.3. und 21.12. mit Hilfe der Funktion L(t). Vergleiche deine Ergebnisse mit den Daten in der Tabelle.

b) Verwende die Eigenschaften der Sinusfunktion und berechne datmi, an welchem Datum die Tageslänge am größten ist. Gib auch die Tageslängen an.

c) Die Tage, an denen der Tag und die Nacht gleich lang sind, nennt man Äquinoktien. Berechne die beiden Tage laut diesem Modell.

Problem/Ansatz:

Taschenrechner auf Radiant umstellen.

a) In die Gleichung die Werte aus der Tabelle für t einsetzen (21, 80, 355)

L(21)=8,92≈9, L(80)=12,21≈12,2, L(355)=8,34≈8,3

b)

Einheitskreis mit 365 Grad: 365/4=91,25°

Wenn ich in die Formel L(t)=sin((2*π)/365)*(t-80)+12,21 für t = 80 einsetze erhalte ich 0. Das ist meine Nullstelle beim Sinus.

π/2 = 91,25 = Maximum

80 + 91,25 = 171,25° -> Grad und Tage → Wert für t einsetzen:

L(171,25)=sin((2*π)/365)*(171,25-80)+12,21 = 16,08 Stunden

Tage der Monate zählen: Tag 171 ist der 20 Juni.

171,25 - 151,00 = 20,25

c) Hier komme ich überhaupt nicht mehr weiter. Ich weiß nicht wie man hier rechnet.

Kann mir da jemand bitte helfen und hier vorrechnen. Erklärungen bräuchte ich auch. Ich sitze schon seit 2 Tagen dran.

a) und b) sind korrekt laut lösungsbuch.

LG

IvaDenis




Avatar von

An der Formel ist was falsch.
Das t gehört auf jeden Fall in den sin().
Stell die Aufgabe einmal als Foto ein.

3 Antworten

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Echt jetzt?

Tag und Nacht gleich lang bedeutet doch nur: Taglänge genau 12 Stunden.

Man löse also

sin((2*π)/365)*(t-80)+12,21 = 12

Avatar von 55 k 🚀

Die Aufgabe C lautet:

Die Tage, an denen der Tag und die Nacht gleich lang sind, nennt man Äquinoktien. Berechne die beiden Tage laut diesem Modell.

Die richtigen Antworten lauten am 18 März und 23 September sind die Tage und Nächte jeweils gleich lang.

Meine Frage ist wie ich auf diese Lösungen komme?

Darum verstehe ich deine Antwort auch nicht.

Hallo

L(t) ist an 2 Tagen =12.  wenn du ein t hast dann liegt das zweite symmetrisch zum Max.

Gruß lul

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Tag und Nacht = heisst Tag=Nacht =12 Stunden! also L=12

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

Gut den ersten Punkt habe ich mit 76,85. ...18. März.

Wie komme ich jetzt auf den zweiten Punkt. Kann ja schwer nochmal 12 nehmen.

Hatte noch einen Fehler bei der Angabe. Hab's daheim aber richtig gerechnet:

12=3,875*(2*π)/365)*(t-80)+12,21

Ich dachte mir irgendwie 180 zu den 76,85 zu addieren wenn ich einen einheitskreis hernehme, aber da die Monate nicht genau in 4 geteilt werden können, wegen Februar und Juli/august Weiß ich jetzt nicht weiter.


Oder geht's doch viel einfacher mit der Gleichung?

LG

IvaDenis

@IvaDenis: Irgendetwas scheint mit der Funktion nicht zu stimme. Könntest du die mal überprüfen?

Hallo

sin(a)=b ist immer bei bei zwei Werten zwischen 0 und pi, symmetrisch zum Max erfüllt, also musst du die 2 Werte aus dem sin ablesen oder eben diese Symmetrie benutzen. Das hatte ich aber schon gesagt ?

lul

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Vor dem Sinus fehlt ein Faktor, der ungefähr 4 sein muss. Außerdem muss der Sinus vom ganzen Produkt genommen werden, da sonst die Zeit t keine Rolle spielt.

Korrigiere bitte deine Angaben!

Avatar von 47 k

L(t)= 3,875*sin((2*pi)/365)*(t-80))+12,21

Laut Symmetrie: sin(−x)=−sin(x)


müsste dann doch

L(t)= 3,875*sin((2*pi)/365)*(76,85-80)))+12,21= -0,21 +12,21=11,999=12

L(t)= 3,875*sin(-((2*pi)/365)*(76,85-80))))+12,21= +0,21 +12,21= 12,42

Wo mache ich den fehler?

Es muss doch möglich sein, auch beim zweiten 12 zu bekommen.


LG

IvaDenis

Du hast es mit einer verschobenen Sinuskurve zu tun, für die die genannte Symmetrie-Bedingung nicht gilt.

Dann bin ich mit meinem Latein am Ende. Wie komme ich dann auf den zweiten Tag?

Kann mir das jemand vorrechnen?


LG

IvaDenis

Die Sinuskurve ist achsensymmetrisch zum Maximum. Die Maxima des Sinus liegen bei pi/2+n*2pi.

Dabei interessiert nur das erste Maximum, das ca. am 21. Juni liegen dürfte.

Die beiden gesuchten Tage sind von diesem Datum gleich weit entfernt.

sin((2*pi)/365*(t-80))=1

2*pi/365*(t-80)=pi/2

4*(t-80)=365

t=80+365/4=171,25

An diesem Tag ist das Maximum erreicht.

Deine Lösung ist 76,85.

2*171,25-76,85=342,5-76,85=265,65

Tag 265 ist der 21. September.

Danke das erklärt einiges. Habe somit auch die Lösung:

Max: 171,25 Tage

Januar - August: 243 Tage

171,25 - 76,85 = 94,4 (Distanz)

Zweites Äquinoktium: 171,25 + 94,4 = 265,65

265,65 - 243 = 22,65 → 23 September


Vielen Dank, diese Erklärung hat sehr geholfen.


LG

IvaDenis

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