湖南城市学院 数学与计算科学学院 《数学建模》实验报告 专 业: 学 号: 姓 名: 指导教师: 成 绩: 年 月 日 实验一 初等模型 实验目的:掌握数学建模的基本步骤,会用初等数学知识分析和解决实际问题
实验内容:A、B两题选作一题,撰写实验报告,包括问题分析、模型假设、模型构建、模型求解和结果分析与解释五个步骤
A题 飞机的降落曲线 在研究飞机的自动着陆系统时,技术人员需要分析飞机的降落曲线
根据经验,一架水平飞行的飞机,其降落曲线是一条S 形曲线
如下图所示,已知飞机的飞行高度为h,飞机的着陆点为原点O,且在整个降落过程中,飞机的水平速度始终保持为常数u
出于安全考虑,飞机垂直加速度的最大绝对值不得超过g/10,此处g 是重力加速度
(1)若飞机从0xx 处开始下降,试确定出飞机的降落曲线; (2)求开始下降点0x 所能允许的最小值
y u h O 0x x 一、 确定飞机降落曲线的方程 如图所示,我们假设飞机降落的曲线的方程为I dcxbxaxxf23)( 由题设有 hxff)(,0)0(0
由于曲线是光滑的,所以f(x)还要满足0)(,0)0(0 xff,代入f(x) 可以得到 023)()(0)0(0)0(0200020300cbxaxxfhdcxbxaxxfcfdf 得 ,0,0,3,22030dcxhbxha 飞机的降落曲线为 )32()(23020xxxxhxf 二、 找出最佳着陆点 飞机的垂直速度是关于时间t 的导数,所以 dtdxxxxxhdtdy)66(2020 其中 dtdx 是飞机的水平速度,,udtdx 因此 )(60220xxxxhudtdy 垂直加速度为 )12(6)12(6020202022xxxhudtdxxxxhu