问题标题:
好心的朋友帮忙做一道数学建模的题吧,感激不尽啊,管道包扎问题用宽度为0.3的带子缠绕包扎圆柱型管道,管道长30m,截面周长为0.5m.(1)、如果用带子全部包住管道,最少要用多长的带子,请你
问题描述:
好心的朋友帮忙做一道数学建模的题吧,感激不尽啊,
管道包扎问题
用宽度为0.3的带子缠绕包扎圆柱型管道,管道长30m,截面周长为0.5m.
(1)、如果用带子全部包住管道,最少要用多长的带子,请你给出计算这个最小长度的公式,并且依次计算出所需长度数值.
(2)、现有一条长度为51m的带子,想将这条带子全部用于缠绕包扎这个管道,可以使带子的接缝处重叠瘩接.请你给出用这条带子缠绕包扎这个管道的方案.(计算结果精确到0.001m)
汪洪桥回答:
(1)由于是最少,所以包扎时不可能有重叠,注意到两边各有一条长三角形的带子会伸出来,所以带子的总面积=管道侧面积+两个多余三角形的面积
又因为管道侧面积=管道长*截面周长
多余三角形面积=1/2*带宽*sqrt(截面周长^2-带宽^2)
//这里不解释了,自己想想吧
然后把总面积除带宽就可得带长了
//为了下题需要我们算一下这时带子与管道截面的夹角a
a=arcsin(带宽/截面周长)
(2)我们引进一个新的思考方式:每转一圈前进了多少米?
当不重叠时这个"速度"为带宽*cos(a)
而转一圈消耗掉的带长为截面周长/cos(a)
如此,51/带长=30/"速度"
联立以上式子可得出a的解,由a又可以计算出重叠的宽度,都是简单的东西就不做了
sqrt()开平方,arcsin反正切函数
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