2024年5月19日。
2024年11月8日电视正在**十分壮观的长江三峡工程大江截流的实况。截流8:50开始,水面宽40 m,水深60m。
到11:50时,水面宽34.4m。
到13:00时,水面宽31m。这时电视机旁的小明说,现在可以估算下午几点合龙。
8:55到11:50,进展的速度为40-34.
4=5.6m,平均每小时宽度减少1.9m。
从11:50到13:00,宽度减少34.
4-31=3.4m,平均每小时减少2.9m。
小明认为回填速度是越来越快的,近似地每小时速度加快1m。从下午1:00的31m起,速度为2.
9m/时,大约要5个多小时,即到下午6点多才能合龙。但到了下午3点28分,电视里传来了振奋人心的消息:大江截流成功。
小明后来想明白了,他估算的方法不好现在请你根据上面的数据设计一种合理的方法(建立一种合理的数学模型)进行估算,使你的计算结果更切合实际。
1) 合龙过程中大坝的形状不变。
2) 合龙过程中断面形状为相似的等腰三角形。
3) 合龙的速度是匀速加快的,及合龙的加速度是一定的。
4) 合龙过程中所抛掷的石块体积相对河道较小,合龙过程中龙口面积的减小量为连续值。
5) 任意时刻抛石过程均在进行,即龙口面积为对于时间的连续函数。
6) 合龙过程看做三角小面积均匀减小的过程,每次抛掷的沙石均匀的铺在河道两侧。
由假设三可知,一开始合龙的速度为零,其加速度在整个合龙的过程中是保持不变的,即河流断面的面积是保持匀加速度减少的,且初速度为零,那么,由几何关系可知,河流宽度随时间的表达式为:
对于该式进行化简,推导出s随时间变化的表达式:
令则有这为我们之后检查参数是否合理提供了依据。则最终模型为:
拟合后的表达式为:
可见参数的范围符合我们一开始的假设。
另有:残差平方和: 5474
均方差: 73.99
以此来预报截流结束的时间,当s=0时,t=383.7110,即在383.7分之后三峡截流结束,可见,与实际的误差是很小的。
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