Calcolare le condizioni di massimo

Bandit1
Ho questa relazione
$V(z)=jwLI_0 cos(K_1x)-jZ_1I_0sin(K_1x))$

devo fare il modulo di $|V(z)|: come viene?

e come faccio a ricondurmi ad un solo termine sinusoidale?

Risposte
_luca.barletta
Usa la definizione:

$ |A| = sqrt(Re^2(A)+Im^2(A))$

Per ridurti ad un solo termine sinusoidale usa le identità trigonometriche...

Bandit1
"luca.barletta":
Usa la definizione:

$ |A| = sqrt(Re^2(A)+Im^2(A))$

Per ridurti ad un solo termine sinusoidale usa le identità trigonometriche...

quindi mi stai dicendo
$V(z)=sqrt(w^2L^2I_0^2 cos(K_1x)+Z_1^2I_0^2sin(K_1x))$

per la seconda domanda mi dici qualcosa in +? non ti ho capito

_luca.barletta
Nella tua soluzione mancano i quadrati su seno e coseno.

Intendevo dire: usa ad esempio le formule di addizione, di bisezione, o altre uguaglianze trigonometriche che ti portino a scrivere tutto in funzione di un solo seno o coseno.

_nicola de rosa
"Bandit":
[quote="luca.barletta"]Usa la definizione:

$ |A| = sqrt(Re^2(A)+Im^2(A))$

Per ridurti ad un solo termine sinusoidale usa le identità trigonometriche...

quindi mi stai dicendo
$V(z)=sqrt(w^2L^2I_0^2 cos(K_1x)+Z_1^2I_0^2sin(K_1x))$

per la seconda domanda mi dici qualcosa in +? non ti ho capito[/quote]
Questa è l'equazione del trasporto della tensione lungo una linea, quindi suppongo che Z_1 è reale perchè l'impedenza della linea e jwL è l'impedenza di un'induttanza. In tal caso allora puoi riscrivere così il tutto:
V(x)=jwLI_0 cos(K_1x)-jZ_1I_0sin(K_1x))=jwLI_0(cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)) ed il modulo è:
|V(x)|=wL|I_0|*|cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)|.
Quindi il termine contenente la x è puramente reale e per massimizzare
|V(x)|bisogna massimizzare il valore assoluto (essendo puramente reale si parla di valore assoluto e non di modulo)
cioè massimizzare |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)|.
In tal caso ti puoi riportare ad un'unico termine sinusoidale ad una sola frequenza complicando le cose . Infatti puoi scrivere
cos(x)=sqrt((1+cos(2x))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(2x))/2) ma cosi complichi la cosa ed è inutile e dispendioso studiare il valore assoluto della differenza tra due radici.
SE SVILUPPI |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)| come sqrt((cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x))^2) avrai un termine in sen(x)^2, uno in cos(x)^2 e un altro del tipo sen(2x). In tal caso avrai due termini alla stessa frequenza, sen(2x) e cos(2x) sfruttando le relazioni che legano sen(x)^2 e cos(x)^2 al cos(2x). Tale cosa è analoga a scrivere cos(x)=sqrt((1+cos(2x))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(2x))/2) e poi considerare il valore assoluto come radice del quadrato.
Quindi se vuoi avere 1 termine ad 1 frequenza non devi elevare al quadrato e devi considerare le identità
cos(x)=sqrt((1+cos(x/2))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(x/2))/2). Ma così non è utile.
Se fai la radice del quadrato ti riporti a due termini diversi alla stessa frequenza .Per cui
In ogni caso io farei la derivata, cioè svilupperei il valore assoluto |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)| come radice del quadrato e farei la derivata della funzione che ottieni.


oK? fammi sapere

_nicola de rosa
"luca.barletta":
Nella tua soluzione mancano i quadrati su seno e coseno.

Intendevo dire: usa ad esempio le formule di addizione, di bisezione, o altre uguaglianze trigonometriche che ti portino a scrivere tutto in funzione di un solo seno o coseno.

e manca pure il doppio prodotto tra seno e coseno perchè ambo i termini, se non leggo male, hanno +j avanti che può essere messo in evidenza. Cioè nell'espressione, se non leggo male, una volta messo jI_0 in evidenza, quello che rimane è un termine reale perchè wL è reale e Z_1 credo sia reale perchè l'impedenza della linea di trasmissione. Quindi nel fare il modulo si fa il prodotto dei moduli ed il termine che contiene la variabile x è un termine reale in cos(x) e sen(x), per cui pure se si considera il valore assoluto come radice del quadrato compaiono termini cos(x)^2, sen(x)^2 e 2sen(x)cos(x)

Sk_Anonymous
Non so se serve ma dal punto di vista strettamente matematico e' sempre
possibile (con qualche accorgimento ) trasformare un'espressione del tipo
$a*cos(kx)+b*sin(kx)$ in un'altra contenente una sola quantita' sinusoidale.
Questo e' il procedimento.
Si ha:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=b[a/b*cos(kx)+sin(kx)]$
Poniamo ora $a/b=tanalpha=(sinalpha)/(cosalpha)$
Si ha:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=b/(cosalpha)*[sinalphacos(kx)+cosalphasin(kx)]$
Ovvero:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=b/(cosalpha)*sin(kx+alpha)$
Ora :
$cosalpha=b/(sqrt(a^2+b^2))$ e quindi in definitiva abbiamo:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=sqrt(a^2+b^2)*sin(kx+alpha)$
karl

Bandit1
"nicasamarciano":
[quote="Bandit"][quote="luca.barletta"]Usa la definizione:

$ |A| = sqrt(Re^2(A)+Im^2(A))$

Per ridurti ad un solo termine sinusoidale usa le identità trigonometriche...

quindi mi stai dicendo
$V(z)=sqrt(w^2L^2I_0^2 cos(K_1x)+Z_1^2I_0^2sin(K_1x))$

per la seconda domanda mi dici qualcosa in +? non ti ho capito[/quote]
Questa è l'equazione del trasporto della tensione lungo una linea, quindi suppongo che Z_1 è reale perchè l'impedenza della linea e jwL è l'impedenza di un'induttanza. In tal caso allora puoi riscrivere così il tutto:
V(x)=jwLI_0 cos(K_1x)-jZ_1I_0sin(K_1x))=jwLI_0(cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)) ed il modulo è:
|V(x)|=wL|I_0|*|cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)|.
Quindi il termine contenente la x è puramente reale e per massimizzare
|V(x)|bisogna massimizzare il valore assoluto (essendo puramente reale si parla di valore assoluto e non di modulo)
cioè massimizzare |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)|.
In tal caso ti puoi riportare ad un'unico termine sinusoidale ad una sola frequenza complicando le cose . Infatti puoi scrivere
cos(x)=sqrt((1+cos(2x))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(2x))/2) ma cosi complichi la cosa ed è inutile e dispendioso studiare il valore assoluto della differenza tra due radici.
SE SVILUPPI |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)| come sqrt((cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x))^2) avrai un termine in sen(x)^2, uno in cos(x)^2 e un altro del tipo sen(2x). In tal caso avrai due termini alla stessa frequenza, sen(2x) e cos(2x) sfruttando le relazioni che legano sen(x)^2 e cos(x)^2 al cos(2x). Tale cosa è analoga a scrivere cos(x)=sqrt((1+cos(2x))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(2x))/2) e poi considerare il valore assoluto come radice del quadrato.
Quindi se vuoi avere 1 termine ad 1 frequenza non devi elevare al quadrato e devi considerare le identità
cos(x)=sqrt((1+cos(x/2))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(x/2))/2). Ma così non è utile.
Se fai la radice del quadrato ti riporti a due termini diversi alla stessa frequenza .Per cui
In ogni caso io farei la derivata, cioè svilupperei il valore assoluto |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)| come radice del quadrato e farei la derivata della funzione che ottieni.


oK? fammi sapere[/quote]
$sqrt((cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x))^2)=sqrt(cos^2(K_1x)+(Z_1/(wL))^2sin^2(K_1x)-(2Z_1/(wL)cos(K_1x)sen(K_1x))))
ora di questo dovrei fare la derivata e porla =0?

io non vedo nessun termine sen(2x) o cos(2x) ma solo termini come sen(x)

Bandit1
"karl":
Non so se serve ma dal punto di vista strettamente matematico e' sempre
possibile (con qualche accorgimento ) trasformare un'espressione del tipo
$a*cos(kx)+b*sin(kx)$ in un'altra contenente una sola quantita' sinusoidale.
Questo e' il procedimento.
Si ha:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=b[a/b*cos(kx)+sin(kx)]$
Poniamo ora $a/b=tanalpha=(sinalpha)/(cosalpha)$
Si ha:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=b/(cosalpha)*[sinalphacos(kx)+cosalphasin(kx)]$
Ovvero:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=b/(cosalpha)*sin(kx+alpha)$
Ora :
$cosalpha=b/(sqrt(a^2+b^2))$ e quindi in definitiva abbiamo:
$a*cos(kx)+b*sin(kx)=sqrt(a^2+b^2)*sin(kx+alpha)$
karl


Grazie Karl, mi ricordavo però un qualcosa di simile ma + semplice:nmon mi è tanto naturale farlo....io mi ricordo una cosa del tipo dividi per coseno tutto, però non ricordo come si procedeva

Sk_Anonymous
Questo procedimento di dividere per coseno non lo conosco,
tuttavia puoi sempre applicare la formula cosi' com'e'.
Nel caso tuo (supponendo tutte la quantita' reali ,tranne ovviamente j) e' :
$|V(z)|=I_o*|omegaLcos(kx)-Zsin(kx)|$
Quindi in questo caso si ha $a=omegaL,b=-Z$ e pertanto :
$|V(z)|=I_osqrt(omega^2L^2+Z^2)|sin(kx-alpha)|$
dove $alpha=arctan((omegaL)/(Z))$
karl

Bandit1
"karl":

$|V(z)|=I_osqrt(omega^2L^2+Z^2)|sin(kx-alpha)|$

il meno o il + del seno dipende da cosa?

_nicola de rosa
"Bandit":
[quote="nicasamarciano"][quote="Bandit"][quote="luca.barletta"]Usa la definizione:

$ |A| = sqrt(Re^2(A)+Im^2(A))$

Per ridurti ad un solo termine sinusoidale usa le identità trigonometriche...

quindi mi stai dicendo
$V(z)=sqrt(w^2L^2I_0^2 cos(K_1x)+Z_1^2I_0^2sin(K_1x))$

per la seconda domanda mi dici qualcosa in +? non ti ho capito[/quote]
Questa è l'equazione del trasporto della tensione lungo una linea, quindi suppongo che Z_1 è reale perchè l'impedenza della linea e jwL è l'impedenza di un'induttanza. In tal caso allora puoi riscrivere così il tutto:
V(x)=jwLI_0 cos(K_1x)-jZ_1I_0sin(K_1x))=jwLI_0(cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)) ed il modulo è:
|V(x)|=wL|I_0|*|cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)|.
Quindi il termine contenente la x è puramente reale e per massimizzare
|V(x)|bisogna massimizzare il valore assoluto (essendo puramente reale si parla di valore assoluto e non di modulo)
cioè massimizzare |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)|.
In tal caso ti puoi riportare ad un'unico termine sinusoidale ad una sola frequenza complicando le cose . Infatti puoi scrivere
cos(x)=sqrt((1+cos(2x))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(2x))/2) ma cosi complichi la cosa ed è inutile e dispendioso studiare il valore assoluto della differenza tra due radici.
SE SVILUPPI |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)| come sqrt((cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x))^2) avrai un termine in sen(x)^2, uno in cos(x)^2 e un altro del tipo sen(2x). In tal caso avrai due termini alla stessa frequenza, sen(2x) e cos(2x) sfruttando le relazioni che legano sen(x)^2 e cos(x)^2 al cos(2x). Tale cosa è analoga a scrivere cos(x)=sqrt((1+cos(2x))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(2x))/2) e poi considerare il valore assoluto come radice del quadrato.
Quindi se vuoi avere 1 termine ad 1 frequenza non devi elevare al quadrato e devi considerare le identità
cos(x)=sqrt((1+cos(x/2))/2) e sen(x)=sqrt((1-cos(x/2))/2). Ma così non è utile.
Se fai la radice del quadrato ti riporti a due termini diversi alla stessa frequenza .Per cui
In ogni caso io farei la derivata, cioè svilupperei il valore assoluto |cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x)| come radice del quadrato e farei la derivata della funzione che ottieni.


oK? fammi sapere[/quote]
$sqrt((cos(K_1x)-Z_1/wLsin(K_1x))^2)=sqrt(cos^2(K_1x)+(Z_1/(wL))^2sin^2(K_1x)-(2Z_1/(wL)cos(K_1x)sen(K_1x))))
ora di questo dovrei fare la derivata e porla =0?

io non vedo nessun termine sen(2x) o cos(2x) ma solo termini come sen(x)[/quote]

Se consideri il valore assoluto come radice del quadrato, avrai che il quadrati è pari a:
cos(K_1x)^2+(Z_1/wL)^2sen(K_1x)^2-2Z_1/wLsen(K_1x)cos(K_1x)
Ora sen(x)^2=(1-cos(2x))/2, cos(x)^2=(1+cos(2x))/2, e 2sen(x)cos(x)=sen(2x) e così hai termini in sen(2x) e cos(2x)

Se invece fai come suggerito da Karl, riportandoti ad un unico seno, non c'è bisogno di fare la derivata ma massimizzare
|V(x)| è equivalente a massimizzare|sen(k_1x+alfa)|. Quindi basta porre sen(K_1x+alfa)=+1 o sen(K_1x+alfa)=-1 e trovi
x=((+-)Pi/2+2kPi)-alfa)/K_1 e così scegli il valore di k che ti consente di avere la x compatibilmente con le condizioni imposte sulla x stessa, essendo la x l'ascissa lungo il tratto di linea lunghezza l nota. Cioè trovi la x che soddisfa la condizione 0<=x<=l con l=lunghezza del tratto in cui stai valutando l'ascissa in corrispondenza della quale è massimo il modulo della tensione


E' ovvio che il collega Karl ha scritto il tutto come sen(K_1x+alfa) ma può essere anche sen(K_1x-alfa) il tutto dipende dal segno delle costanti in gioco. Essendoci tra seno e coseno un segno negativo, suppongo sarà sen(K_1x-alfa) , ma nulla cambia. In tal caso
x==((+-)Pi/2+2kPi)+alfa)/K_1

Bandit1
"karl":

$a*cos(kx)+b*sin(kx)=sqrt(a^2+b^2)*sin(kx+alpha)$
karl


questa formula è bellissima :-D
ma se ho capito che il +o- che c'è nel seno da cosa dipende, ora mi chiedevo la dipendenza del segno all'interno della radice.

e $alpha$ si può anche considerare come $arctan(a/b)?
@nica
troppo complesso il tuo metodo, credo che preferirò questo per risolvere i problemi

Sk_Anonymous
La formula e' effettivamente piuttosto comoda ma
occorre fare un po' di attenzione ai segni.
Precisamente e' bene tener presente che nell'espressione
$a*cos(kx)+b*sin(kx)$,posto $alpha=arctan|a/b|,sinalpha=|a|/(sqrt(a^2+b^2)),cosalpha=|b|/(sqrt(a^2+b^2))$ (attento ai valori assoluti !)
si hanno i seguenti casi:
1)a>0,b>0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+alpha)$
2)a<0,b<0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi+alpha))$
3)a>0,b<0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi-alpha))$
4)a<0,b>0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx-alpha)$
Ad esempio sia 3cosx-4sinx,allora siamo nel 3° caso e dunque:
espressione=$sqrt(3^2+4^2)sin(x+(pi-alpha))=5sin(x+(pi-alpha)) $ dove $alpha=arctan(3/4)$
karl

Bandit1
"karl":
La formula e' effettivamente piuttosto comoda ma
occorre fare un po' di attenzione ai segni.
Precisamente e' bene tener presente che nell'espressione
$a*cos(kx)+b*sin(kx)$,posto $alpha=arctan|a/b|,sinalpha=|a|/(sqrt(a^2+b^2)),cosalpha=|b|/(sqrt(a^2+b^2))$ (attento ai valori assoluti !)
si hanno i seguenti casi:
1)a>0,b>0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+alpha)$
2)a<0,b<0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi+alpha))$
3)a>0,b<0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi-alpha))$
4)a<0,b>0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx-alpha)$
Ad esempio sia 3cosx-4sinx,allora siamo nel 3° caso e dunque:
espressione=$sqrt(3^2+4^2)sin(x+(pi-alpha))=5sin(x+(pi-alpha)) $ dove $alpha=arctan(3/4)$
karl

ci sono tutti questi casi :shock:
non l'avevo mai vista ma grazie la studiero :-)

Bandit1
"karl":

3)a>0,b<0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi-alpha))$

Se mi capita una situazione del genere e voglio sempre trovare il max devo fare così?
$(kx+(pi-alpha))=pi/2+npi$. Allora: n lo considero =0 , $(kx+(pi-alpha))=pi/2$ e quindi x minimo =$(pi/2-(pi-alpha))/k$

_nicola de rosa
"Bandit":
[quote="karl"]
3)a>0,b<0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi-alpha))$

Se mi capita una situazione del genere e voglio sempre trovare il max devo fare così?
$(kx+(pi-alpha))=pi/2+npi$. Allora: n lo considero =0 , $(kx+(pi-alpha))=pi/2$ e quindi x minimo =$(pi/2-(pi-alpha))/k$[/quote]

Se l'espressione è $sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi-alpha))$ allora il massimo lo si ha quando
$(kx+(pi-alpha))=pi/2+2npi$.
Se invece come capita a volte nella propagazione guidata, si richiede l'ascissa in corrispondenza della quale è massimo il modulo della tensione o corrente, allora l'espressione in tal caso la funzione da massimizzare è
$sqrt(a^2+b^2)|sin(kx+(pi-alpha))|$ ed in tal caso il massimo lo si ha se $sin(kx+(pi-alpha))=+-1$ e cioè se $(kx+(pi-alpha))=pi/2+npi$

Ovviamente la tua $x_max$, se metti come riferimento $z=0$ in corrispondenza dell'inizio del tronco di linea di lunghezza $l$ in cui devi calcolare il massimo, deve essere tale che $0<=x_max<=l$
Quindi $n$ deve servirti per avere $0<=x_max<=l$ e non lo potrai porre a zero arbitrariamente. Cioè $n$ è un grado di libertà che ti serve in modo da avere un $x_max$ tale che $0<=x_max<=l$. Molte volte accade che, pur al variare di $n$ in $Z$, il valore di $x_max$ è esterno all'intervallo $[0,l]$. In tal caso si prende come $x_max$ uno degli estremi dell'intervallo $[0,l]$ e ciò dipende da come è fatta la funzione da massimizzare all'interno dell'intervallo di interesse.


P.S Bandit ma frequenti ingegneria alla Federico II di Napoli? Te lo chiedo perchè a volte proponi dei quesiti ( l'ultimo sulle variabili casuali o aleatorie è la stessa cosa) che sono compiti dati agli esami da docenti della Federico II.

Ciao

Bandit1
certo, grazie della precisazione sulla n.
ciao ciao ora rivedo un pò il tutto

_nicola de rosa
"Bandit":
certo, grazie della precisazione sulla n.
ciao ciao ora rivedo un pò il tutto


anche io mi sono laureato i ingegneria delle telecomunicazioni alla Federico II nel maggio scorso.

Bandit1
"nicasamarciano":
[quote="Bandit"]certo, grazie della precisazione sulla n.
ciao ciao ora rivedo un pò il tutto


anche io mi sono laureato i ingegneria delle telecomunicazioni alla Federico II nel maggio scorso.[/quote]
grande beato te, spero di arrivarci presto, ma mi stanno creando un pò di problemucci allo scritto

Bandit1
"nicasamarciano":
[quote="Bandit"][quote="karl"]
3)a>0,b<0 allora espressione=$sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi-alpha))$

Se mi capita una situazione del genere e voglio sempre trovare il max devo fare così?
$(kx+(pi-alpha))=pi/2+npi$. Allora: n lo considero =0 , $(kx+(pi-alpha))=pi/2$ e quindi x minimo =$(pi/2-(pi-alpha))/k$[/quote]

Se l'espressione è $sqrt(a^2+b^2)sin(kx+(pi-alpha))$ allora il massimo lo si ha quando
$(kx+(pi-alpha))=pi/2+2npi$.
Se invece come capita a volte nella propagazione guidata, si richiede l'ascissa in corrispondenza della quale è massimo il modulo della tensione o corrente, allora l'espressione in tal caso la funzione da massimizzare è
$sqrt(a^2+b^2)|sin(kx+(pi-alpha))|$ ed in tal caso il massimo lo si ha se $sin(kx+(pi-alpha))=+-1$ e cioè se $(kx+(pi-alpha))=pi/2+npi$

Ovviamente la tua $x_max$, se metti come riferimento $z=0$ in corrispondenza dell'inizio del tronco di linea di lunghezza $l$ in cui devi calcolare il massimo, deve essere tale che $0<=x_max<=l$
Quindi $n$ deve servirti per avere $0<=x_max<=l$ e non lo potrai porre a zero arbitrariamente. Cioè $n$ è un grado di libertà che ti serve in modo da avere un $x_max$ tale che $0<=x_max<=l$. Molte volte accade che, pur al variare di $n$ in $Z$, il valore di $x_max$ è esterno all'intervallo $[0,l]$. In tal caso si prende come $x_max$ uno degli estremi dell'intervallo $[0,l]$ e ciò dipende da come è fatta la funzione da massimizzare all'interno dell'intervallo di interesse.


P.S Bandit ma frequenti ingegneria alla Federico II di Napoli? Te lo chiedo perchè a volte proponi dei quesiti ( l'ultimo sulle variabili casuali o aleatorie è la stessa cosa) che sono compiti dati agli esami da docenti della Federico II.

Ciao[/quote]
quindi in questo caso a me x mi viene = a -0,025

Rispondi
Per rispondere a questa discussione devi prima effettuare il login.