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数学の質問&宿題○投げ場コミュの文章問題なんですけどお願いします!

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微分方程式の問題です。?沸騰したお湯を気温10℃の場所に放置しておいたら,4分後に70℃になった。容器中の水の温度の降下速度は周囲の温度との温度差に比例すると考える時,このお湯が60℃になるのは沸騰している状態から何分後か。
これをお願いします!

コメント(4)

何か、最近物理っぽい問題の丸投げが多いなあ。
お湯の温度変化が周囲の気温に影響を与えないと仮定してよろしいのですか?
この仮定を置かないと面倒になります。
タカハシさん→すみませんあせあせ(飛び散る汗)仮定しちゃって大丈夫です!
お湯の温度をT[摂氏] 、時間t(分)、周囲の気温Ta=10、とするとTが従う微分方程式は
dT/dt = c ( T - Ta ) (cは定数)
T1= T - Ta とおくと、
dT1/dt = c T1 、移項すると
dT1/T1 = c dt 積分すると
log |T1| = ct + C (Cは積分定数)
→T1=exp( ct + C )
→T = exp( ct + C ) - 10
t=0でT=100、t=4でT=70より
90 = exp( C )、60 = exp( 4c + C )
上の第一式から、
T = 90 exp( ct ) - 10 と書ける。
第二式から、さらに
60/90 = 2/3 = exp( 4c ) → cはこれで決まる
求めるのは、60度になるのがt0分後とすると
50 = 90 exp( c t0 )
をt0について解けばよろしい。
ちなみにこれ、式で求めればよいの、
それとも数値で求めるの?
後者ならexp()をどう求めるの?電卓使って良いの?
今日はこれまで。
タカハシさん→ありがとうございますあせあせ(飛び散る汗)式で求めるのか数値で求めるのかとかよく分からないので,これで大丈夫です(*'▽')ノ

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