Conceptes bàsics Anàlisis II

Aplicacions en altres camps del coneixement

Aplicació en el medi ambient


S'anomena "cabal" a la velocitat que porta l'aigua d'un riu. En general, el cabal va en funció dels mesos de l'any. A l'hivern els rius porten més aigua que a l'estiu.

La quantitat d'aigua que passa per un riu durant un període de temps és igual a l'àrea compresa entre la corba , l'eix X i l'interval de temps corresponent.

En aquest exemple imaginem que el cabal de riu segueix aquesta funció:

f paréntesis izquierdo t paréntesis derecho espacio igual espacio 3 espacio más espacio 2 espacio por espacio cos espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis  

on :

f paréntesis izquierdo t paréntesis derecho espacio ve donat en milers de hectolitres per segon i

t ve donat en mesos

Quina quantitat d'aigua passa pel riu durant 1 any?


Resposta:


La gràfica de la funció f(t) és aquesta:




Trobar el cabal del riu al llarg de tot l'any, significa calcular l'àrea sota aquesta corba. Per tant cal integrar la funció donada.

Cabal anual = integral subíndice 0 superíndice 12 f paréntesis izquierdo t paréntesis derecho por d t espacio igual espacio integral subíndice 0 superíndice 12 abrir paréntesis 3 espacio más espacio 2 espacio por espacio cos espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis cerrar paréntesis espacio por d t espacio


a) Primer cal calcular la integral indefinida (sense tenir en compte els límits d'integració)

b) Després substituir la funció obtinguda en els límits d'integració

c) Restar els valors i veure si té sentit el resultat.


a)

integral f paréntesis izquierdo t paréntesis derecho por d t espacio igual espacio integral abrir paréntesis 3 espacio más espacio 2 espacio por espacio cos espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis cerrar paréntesis espacio por d t espacio espacio igual integral 3 por espacio d t espacio más integral 2 por espacio espacio c o s espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis d t espacio igual 3 t espacio más espacio 2 espacio integral espacio c o s espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis d t igual
igual 3 t espacio más 2 por 2 por integral espacio 1 medio c o s espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis d t espacio igual espacio 3 t espacio más espacio 4 espacio por sin espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis

b)

integral subíndice 0 superíndice 12 f paréntesis izquierdo t paréntesis derecho por d t espacio igual espacio integral subíndice 0 superíndice 12 abrir paréntesis 3 espacio más espacio 2 espacio por espacio cos espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis cerrar paréntesis espacio por d t espacio espacio igual abrir corchetes espacio 3 t espacio más espacio 4 espacio por s i n espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis cerrar corchetes subíndice 0 superíndice 12


c) Restem F(12)-F(0)

integral subíndice 0 superíndice 12 f paréntesis izquierdo t paréntesis derecho por d t espacio igual espacio integral subíndice 0 superíndice 12 abrir paréntesis 3 espacio más espacio 2 espacio por espacio cos espacio abrir paréntesis fracción t entre 2 cerrar paréntesis cerrar paréntesis espacio por d t espacio igual abrir corchetes 3 por 12 espacio más espacio 4 por espacio sin espacio fracción 12 entre 2 cerrar corchetes menos abrir corchetes 3 por 0 espacio más espacio 4 por espacio s i n espacio fracción 0 entre 2 cerrar corchetes igual
igual 36 más 4 por sin paréntesis izquierdo 6 paréntesis derecho menos 0 menos 4 por sin paréntesis izquierdo 0 paréntesis derecho espacio igual 36 espacio más paréntesis izquierdo menos 1.117 paréntesis derecho igual 34.88 espacio m i l e r s espacio d e espacio h l dividido por s

u s a n t espacio l a espacio c a l c u l a d o r a coma espacio i espacio r e c o r d a n t espacio q u e espacio e l s espacio a n g l e s espacio e s tan espacio e n espacio " r a d " espacio i espacio n o espacio e n espacio g r a u s


Per tal de tenir una idea de la quantitat d'aigua 34.88 milers de hl per segon = 34880 hl/s = 3 488 000 l/s  (litres per cada segon, durant 1 any)  Guau !