问题
问答题
一个半球体状的雪堆,其体积融化的速率与半球面面积S成正比,比例常数K>0.假设在融化过程中雪堆始终保持半球体状,已知半径为r0的雪堆在开始融化的3个小时内,融化了其体积的,问雪堆全部融化需要多少小时?
答案
参考答案:
本题是考查利用微分方程对问题建立数学模型,再求解微分方程,其中以时间t作为自变量来建立微分方程,但依未知函数的不同选择而有以下两种方法:
(1)以半径r为未知函数,雪堆在时刻t的体积,侧面积S=2πr2,由题设知
化简上式即可得到以r为未知函数的微分方程,,解之得r=-kt+C,由初始条件r|t=0=r0,可得出C=r0,所以r=r0-kt又由已知
,
从而
雪堆全部融化时r=0,从而
令V=0,则t=6,即雪堆全部融化需6小时.
解析:
[考点] 微分方程