미적분Ⅱ정적분의 활용AI발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

태양광 발전량이 전체의 1/4이 되는 시각

문제

어느 태양광 발전소에서 해가 뜬 후 tt시간이 지난 시각의 발전 전력은 p(t)=6sin(πt12)\displaystyle p ( t ) = 6 \sin \left( \frac{\pi t}{12} \right) (kW)이다. (단, 0t120 \leq t \leq 12) 해가 뜬 후 TT시간 동안의 발전량이 하루 전체 발전량의 14\displaystyle \frac{1}{4}일 때, TT의 값을 구하시오. [4점]

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해설

하루 전체 발전량은 0126sin(πt12)dt=[72πcos(πt12)]012=72π(1+1)=144π\displaystyle \int _{0} ^{12} 6 \sin \left( \frac{\pi t}{12} \right) dt = \left[ - \frac{72}{\pi} \cos \left( \frac{\pi t}{12} \right) \right] _{0} ^{12} = \frac{72}{\pi} ( 1 + 1 ) = \frac{144}{\pi} TT시간 동안의 발전량은 0T6sin(πt12)dt=72π{1cos(πT12)}\displaystyle \int _{0} ^{T} 6 \sin \left( \frac{\pi t}{12} \right) dt = \frac{72}{\pi} \left\{ 1 - \cos \left( \frac{\pi T}{12} \right) \right\} 이 값이 144π×14=36π\displaystyle \frac{144}{\pi} \times \frac{1}{4} = \frac{36}{\pi}이므로 1cos(πT12)=12\displaystyle 1 - \cos \left( \frac{\pi T}{12} \right) = \frac{1}{2}, 즉 cos(πT12)=12\displaystyle \cos \left( \frac{\pi T}{12} \right) = \frac{1}{2} 0T120 \leq T \leq 12에서 0πT12π\displaystyle 0 \leq \frac{\pi T}{12} \leq \pi이므로 πT12=π3\displaystyle \frac{\pi T}{12} = \frac{\pi}{3} 따라서 T=4T = 4이다.

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