Q. 49

Question

To approximate the flow f(t) of the Lochsa River in its flood stage, we can use a function of the formg(t)=c1+c2sin(t-90)π105-2π,where the coefficients c1 and c2 are found by evaluating the following two integrals:c1=110590195f(t)dt, c2=19.9590195f(t)sin(t-90)π105-2πdt.(a) Use the data points (t, f(t)) = (90, 2100), (120, 6300), (150, 11000), and (180, 4000), and left Riemann sums to approximate the values of the integrals for c1 and c2.(b) Now that you have found c1 and c2, plot the resulting function g(t) against the data points from Exercise 48.

Step-by-Step Solution

Verified
Answer

Part (a) c1=5,542.857, c2=-35,900.917

Part (b) 

1Step 1. Given information

To approximate the flow f(t) of the Lochsa River in its flood stage, we can use a function of the formg(t)=c1+c2sin(t-90)π105-2π,where the coefficients c1 and c2 are found by evaluating the following two integrals:c1=110590195f(t)dt, c2=19.9590195f(t)sin(t-90)π105-2πdt. The data points (t, f(t)) = (90, 2100), (120, 6300), (150, 11000), and (180, 4000)

2Part (a) Step 2. Formula used and calculation .

Formula used:If f is defined on a closed interval [a, b] and ck is any point in [xk-1 ,xk]then a Riemann sum is  defined as k=1nf(ck)x.Calculation:  From the given data points, we can write as  (t1.f(t1))=(90,2100)(t2,f(t2))=(120,6300)(t3,f(t3))=(150,11000)(t4.f(t4))=(180,4000)Here we use the left end points of 4 rectangles on the interval [90.210].  The width of each rectangle is differ by 30 and the last rectangle by 15.  The left Riemann sum is related to the definite integral as abf(t)dt =k=1nf(tk)t. where t=b-an.Now , 190195f(t)dt =k=13f(tk)tk=13f(tk)tk= [t1f(t1)+t2f(t2)+t3f(t3)]                 =30(2100)+30(6300)+30(11000)=582000c1=110590195f(t)dt, =1105(582000)= 5542.857c2=19.9590195f(t)sin(t-90)π105-2πdt.    =19.9590195f(t)sin(t-90)π105dt- 2π19.9590195f(t)dt .let h(t) = f(t)sin(t-90)π105.h(90) = f(90)sin(90-90)π105=0h(120) = f(120)sin(120-90)π105=98.69h(150) = f(150)sin(150-90)π105=344.596Now , 90195f(t)sin(t-90)π105dt=90195h(t)dt =k=13h(tk)tk=13h(tk)tk= [t1h(t1)+t2h(t2)+t3h(t3)]                =30(0)+30(98.69)+30(344.596)=13298.58c2=19.9590195f(t)sin(t-90)π105-2πdt.    =19.9590195f(t)sin(t-90)π105dt- 2π19.9590195f(t)dt .    =19.95(13298.58)-2π19.95(582000)      =35900.917

3Part (b) Step 1. Graph

The graph of the function g(t)=5,542.857-35,900.917(sin((t-90)π105)-2π) is given by