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Forum "Uni-Sonstiges" - Harmonische Schwingung
Harmonische Schwingung < Sonstiges < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Harmonische Schwingung: Korrektur/Überprüfung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:41 Mo 14.11.2011
Autor: MiKeMaX

Aufgabe
Berechne A und tan b für:

A sin(x + b) = 4cos(x + [mm] \pi) [/mm] - cos(x + [mm] \frac{\pi}{4}). [/mm]


Mein Lösungsweg:

Zuerst muss ich ja alles in die allgemein Form bringen. Sprich in diesem Fall:

A sin(wx + b) = [mm] A_{1}sin(wx [/mm] + [mm] b_{x}) [/mm] + [mm] A_{2}sin(wx [/mm] + [mm] b_{2}). [/mm] mit w = 1.

1.)

[mm] 4cos(x+\pi) [/mm] = [mm] 4(cos(x)*cos(\pi) [/mm] - [mm] sin(x)*sin(\pi)) [/mm]
= 4(-cos(x)) = [mm] -4sin(\frac{\pi}{2}+x) [/mm]

2.)

[mm] -cos(x-\frac{\pi}{4}) [/mm] = [mm] -cos(x)*cos(\frac{\pi}{4}) [/mm] - [mm] sin{x}*sin(\frac{\pi}{4}) [/mm]
= [mm] -sin(\frac{\pi}{2} [/mm] + x) * [mm] \frac{\wurzel{2}}{2} [/mm] - [mm] \frac{\sqrt{2}}{2}sin(x) [/mm]

So, dann habe ich schonmal Cosinus elminiert und w auf 1 gebracht.

Nun zusammen:

3.)

[mm] 4*cos(x+\pi)-cos(x-\frac{\pi}{4}) [/mm]
= [mm] -4*sin(x+\frac{\pi}{2})-\frac{\sqrt{2}}{2}*sin(x+\frac{\pi}{2})- \frac{\sqrt{2}}{2}*sin(x) [/mm]
= [mm] \frac{-8}{2}*sin(x+\frac{\pi}{2})-\frac{\sqrt{2}}{2}*sin(x+\frac{\pi}{2})- \frac{\sqrt{2}}{2}*sin(x) [/mm]
[mm] =\frac{-8*sin(x+\frac{\pi}{2})-\sqrt{2}*sin(x+\frac{\pi}{2})}{2}- \frac{\sqrt{2}}{2}*sin(x) [/mm]
[mm] =\frac{-8-\sqrt{2}}{2} [/mm] * [mm] sin(x+\frac{\pi}{2}) [/mm] - [mm] \frac{\sqrt{2}}{2}*sin(x) [/mm]

So nun habe ich meine fertige Form.

Dann A = [mm] \sqrt{A_{1}^{2}+A_{2}^{2} + 2* A_{1}*A_{2}*cos(b_{1}-b_{2})} [/mm]

Und hier bekomme ich ziemlich hässliche Werte raus, weshalb ich ganz gut fände, wenn einer, der das schonmal gemacht hat, einen kurzen Blick auf die einzelnen Schritte wirft. :) Für mich war das die erste Rechnung...

Denn eingesetzt:

A = [mm] \sqrt{(\frac{-8-\sqrt{2}}{2})^{2}+(\frac{-\sqrt{2}}{2})^{2} + 2*(\frac{-8-\sqrt{2}}{2})*(\frac{-\sqrt{2}}{2})*cos(\frac{\pi}{2})} [/mm]
= [mm] \sqrt{\frac{68+16*\sqrt{2}}{4}} [/mm] = 4,759921664

und für tan b = [mm] \frac{A_{1}*sin(b_{1})+A_{2}*sin(b_{2})}{A_{1}*cos(b_{1})+A_{2}*cos(b_{2})} [/mm]

Eingesetzt (hier sieht's schöner aus):

tan b = [mm] \frac{(\frac{-8-\sqrt{2}}{2})*sin(\frac{\pi}{2}) + \frac{\sqrt{2}}{2}*sin(0)}{(\frac{-8-\sqrt{2}}{2})*cos(\frac{\pi}{2}) + \frac{\sqrt{2}}{2}*cos(0)} [/mm]
= [mm] \frac{(\frac{-8-\sqrt{2}}{2})}{\frac{\sqrt{2}}{2}} [/mm]
= -9



Ich hoffe ihr könnt das so bestätigen! :)

Grüße

        
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Harmonische Schwingung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:08 Mo 14.11.2011
Autor: leduart

Hallo
A stimmt, bei tanb ist die vorletzt zeile noch richtg, ergibt aber nicht -9
Eben hab ich gesehen, dass der Nennerfalsch ist A2 ist negativ.
Allerdings ist das ziemlich umständlich gerechnet!
Kennst du Pfeiladdition, daran kann man die Ergebnisse direkt ablesen,
Gruss leduart




Bezug
                
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Harmonische Schwingung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:25 Mo 14.11.2011
Autor: MiKeMaX

Habe ich leider noch nie etwas von gehört und ich hab das nach dem Schema gemacht, das uns der Prof vorgestellt hat. Bin halt noch im 1. Semester...

Hehe, habe im Eifer des Gefächts aus einer Summe gekürzt! :)


...
[mm] =\frac{-8-\sqrt{2}}{2} [/mm] * [mm] \frac{2}{\sqrt{2}} [/mm]
[mm] =\frac{-8-\sqrt{2}}{\sqrt{2}} [/mm]
= -6,656854249

Passt so, oder? Einfach die 2 Kürzen...

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Bezug
Harmonische Schwingung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:29 Mo 14.11.2011
Autor: leduart

Hallo
ich hab übersehen, das dein Nenner, A2 doch negativ sein sollte? also falsches Vorzeichen?
Gruss leduart


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Harmonische Schwingung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:39 Mo 14.11.2011
Autor: MiKeMaX

Ja stimmt, A2 muss negativ sein. Im Zähler kürzt es sich ja raus...

Dann wird der Bruch positiv, das Ergebnis bleibt dann aber vom Betrag her gleich, nur positiv...

Dann alles richtig? :)

Halt moment... also

[mm] \frac{-(8+\wurzel{2})}{-\wurzel{2}} [/mm]
= [mm] \frac{8+\wurzel{2}}{\wurzel{2}} [/mm] ?


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Harmonische Schwingung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:42 Mo 14.11.2011
Autor: leduart

Hallo
ja! aber hattet ihr wirklich keine Zeigerdiagramme?
Gruss leduart


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Harmonische Schwingung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:45 Mo 14.11.2011
Autor: MiKeMaX

Ne, leider echt noch nicht! :-/ Nur die beiden Formeln für A und tan b.

Aber ich kann mir vorstellen, dass die Intention dabei ist, dass wir die Additionstheoreme und ganzen Spielereien mit sin und cos üben... das umzurechnen etc...

Aber bin froh, dass ich das umrechnen hinbekommen habe und das Ergebnis passt! :)

Vielen Dank!

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