某港口水的深度y(米)是时间t(0≤t≤24,单位:时)的函数,记作y=f(
某港口水的深度y(米)是时间t(0≤t≤24,单位:时)的函数,记作y=f(t),下面是某日水深的数据:
t/时 | 0 | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 |
y/米 | 10.0 | 13.0 | 9.9 | 7.0 | 10.0 | 13.0 | 10.1 | 7.0 | 10.0 |
经长期观察,y=f(t)的曲线可以近似地看成函数y=Asinωt+b的图象.
(1)试根据以上数据,求出函数y=f(t)的近似表达式;
(2)一般情况下,船舶航行时,船底离海底的距离为5米或5米以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰海底即可),某船吃水深度(船底离水面的距离)为6.5米,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问,它至多能在港内停留多长时间(忽略进出港所需的时间)?
解析:(1)由已知数据,易知函数y=f(t)的周期T=
,振幅A=3,b=10,
∴y=3sin
+10.
(2)由题意,该船进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5(米),
∴3sin
+10≥11.5,
∴sin
≥
,解得2kπ+
≤
t≤2kπ+
(k∈Z),12k+1≤t≤12k+5(k∈Z),在同一天取k=0或1,
∴1≤t≤5或13≤t≤17,
∴该船最早能在凌晨1时进港,下午17时出港,在港口内最多停留16个小时.