2.22
정확한 쌍곡 코사인 함수를 따르는 아치형 게이트를 생각해 봅시다.
곡선이 대칭이기 때문에 원점에서 함수를 평가하면 최대 높이가 됩니다.
과제는 높이가 5미터에 도달하는 지점을 식별하고, 이 위치에서 접선 방정식을 계산하여 구조 설계에 필요한 경사를 추정하는 것입니다.
구조물이 주어진 높이에 도달하는 수평 위치를 찾으려면 함수 값을 조정해야 합니다.
수평 위치를 풀면 이 조건을 만족하는 두 위치를 식별할 수 있습니다.
이제 접선 방정식을 계산하기 위해 첫 번째 단계는 이 특정 위치에서 곡선의 가파른 도를 찾는 것입니다.
이를 위해 함수를 단계별로 미분하고 이 지점들에서 함수의 미분을 계산합니다.
수평 위치를 미분 방정식에 대입하면 약 +0.98과 –0.98의 기울기가 나오며, 이는 구조의 대칭성을 반영합니다.
다음으로, 선의 점기울기 형태를 생각해 봅시다. 이 기울기들과 해당 좌표를 대입하여 접선 방정식을 구합니다.
이는 미적분학과 실제 모델링에서 쌍곡 함수의 적용을 보여줍니다.
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