Gleichfrequente Schwingung

Aufrufe: 499     Aktiv: 25.01.2021 um 16:34

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Hallo! 

Gegeben ist diese gleichung 

Und es soll in der form Acos(wt + a) sein. Und man sollte dann den maximal, und minimal wert in dem bereich [0{,pi] finden.Der hinweis war das wir sin mit cos - pi/2 ersetzen. Also I habe es so gemacht.

\( 3cos (2t -\frac{pi}{2} + \frac{pi}{4}) - 4cos(2t + \frac{pi}{4}) + cos(2t - \frac{pi}{4}) \)

Dann habe ich ja das 3 cos und cos addiert weil in dem argument von 3cos auch pi/4 enstammen sollte.

\(  4cos(2t + \frac{pi}{4}) - 4cos(2t - \frac{pi}{4}) \)

Und jetzt bin ich mir nicht sicher wie ich weiter machen soll. Kann ich ja das 4cos und -4cos einfach wegkurzen,aber was bringt mir das? I habe versucht es in exponential form zu bringen aber bin mir nicht sicher ob das hilft.Ein bisschen hilfe wurde super sein.

 

Danke im Voraus!

 

EDIT: 

So, ich hab jetzt das folgendes,also ich hab das cos in exponential form gebracht

\( 4 e^{i(2t - pi/4)} - 4e^{i(2t + pi/4)} \)

Dann habe ich den i reinmultipliziert und rausgehoben;

\( 4 e^{2ti} * (e^{-ipi/4} - e^{ipi/4})\)

Dann habe ich e in cos + isin form gebracht, dann mir die sinus und cos von pi/4 ausgerechnet,da konnte sich etwas wegkurzen

\( \frac  {-2}{\sqrt 2} - \frac{-i 2}{\sqrt 2} + \frac{2}{\sqrt 2} - \frac{i2}{\sqrt2}\) 

Also sollte das ubrig bleiben

\( 4 e^{2ti} * (\frac {- 4}{\sqrt 2}i)\) 

Jetzt habe ich das i in exponential form umgewandelt und den - won dem bruch in das exponent reingezogen,dann mit der 4 multipliziert,dann das i rausgezogen.

\( \frac{16}{\sqrt2} e^{i(2t-pi/2)} \) 

Und das e kann ich jetzt wieder in cosinus umwandeln und das sollte mein A cos sein.

\( \frac{16}{\sqrt2} cos(2t - pi/2) \) 

Wie sieht das aus? Soll ich alle zwischenschritte auch dazu schreiben,vielleicht wurde es einfacher sein zu sehen?

 

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Ja das dachte ich mir auch aber bei mir ist das ding das ich mir nicht sicher sind was der schritt danach ist. Ich kann ja hier 4cos und -4con weg kurzen und dann was? Mir bleibt (2t + pi/4) und (2t -pi4), soll ich sie multiplizieren oder was? Und man kann ja nicht auf die formel Acos kommen wenn man ja das wegkurzt.   ─   arhzz1 25.01.2021 um 14:01
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Wie professorrs schon kurz erwähnt hat: es lohnt sich für komplizierte trigonometrische Umformungen immer ein paar trigonometrische Identitäten zur Vereinfachung bereit zu halten.

Hier wäre es 

\( \cos( a) -\cos(b) = -2 \sin(\frac{a+b}{2})\cdot \sin( \frac{a-b}{2}) \)

Wenn du deine Werte da einsetzt solltest du den zweiten Sinus explizit ausrechnen können und nur noch einmal dastehen haben, was du wieder als Kosinus umschreiben kannst. 

Falls du Identitäten gerade nicht da hast ist aber der Ansatz mit der Exponentialform ein guter!

viele Grüße, jojoliese

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Ja,ich denk ich hab keine a und b werte oder? weil a sollte 2t sein und t ist unbekannt? Ich probiere es noch einmal mit Exponentialform und mal sehen was passiert   ─   arhzz1 25.01.2021 um 14:21

doch, a und b ist einfach alles was in der Kosinusfunktion drinsteht bei dir!
du kannst das für die Umformung quasi substituieren, denn die Identität muss ja für alle festen t gelten
  ─   jojoliese 25.01.2021 um 14:24

du kommst mit dieser identität gut zum Ziel einer Umformung in Acos(wt + a) wie die Aufgabenstellung es fordert
  ─   jojoliese 25.01.2021 um 14:26

Asoo also das ganze in cos ist mein a und b, okay jetzt wurde es gehen denk ich.Ich werds probieren,mal sehen was rauskommt.   ─   arhzz1 25.01.2021 um 14:45

melde dich gern dann nochmal wenn du was raushast oder hängst :)   ─   jojoliese 25.01.2021 um 14:47

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