Matematik

Population af muldvarper, Vejen til Matematik A2, Opgave 185, Side 167, (Knud Erik Nielsen og Esper Fogh)

02. februar 2023 af ca10 - Niveau: A-niveau

Opgave 185

I en population af muldvarper er antallet af individer til tiden t giver ved:

                         500      

N ( t )  = ------------------------------

                1 + 2,25 • e-0,50 • t

a) Til hvilket tidspunkt er der 400 muldvarper ?

                               500

                   ------------------------------- = 400

                      1 + 2,25 • e-0,50 • t

              400 • (1 + 2,25 • e-0,50 • t ) =  500                       

             400 + 900 • e-0,50 • t            = 500

                      900 • e-0,50 • t            = 500 - 400

                                                           

                                                           100

                               e-0,50 • t         = --------------     

                                                           900

      

                               ln ( e-0,50 • t ) =   ln ( 1 / )

                              

                                    --0,50 • t   = ln ( 1/ 9)

                                                         ln ( 1 / 9 )

                                                  t  = ---------------- = 4,39

                                                             -0,50

( Det passer med facitlisten side 394 )

    

b)  Beregn væksthastigheden til tiden t = 6                     

Jeg bestemmer først:

N' ( t )

                 ( 500 )' • (1 + 2,25 • e-0,50 • t ) - 500 • (1 + 2,25 • e-0,50 • t )' 

N' ( t ) = ------------------------------------------------------------------------------------- =

                                    (1 + 2,25 • e-0,50 • t )2

                    -500 • ( - 1,125 • e-0,50 • t )

                 ---------------------------------------- =

                      ( 1 + 2,25 • e -0,50 • t )2

                          562,5 • e -0,50 • t 

                  -------------------------------------- =

                     ( 1 + 2,25 • e -0,50 • t )2

t =  6 

                               

                          562,5 • e -0,50 • 6 

N ' ( 6 ) = -------------------------------------------- = 22,6

                         ( 1 + 2,25 • e -0,50 • 6 )2

( Det passer med facitlisten side 394 )

Det spørgsmål c der er problemet:

c) Til hvilket tidspunkt er væksthastigheden 0,20 ?

         562,5 • e -0,50 • t 

---------------------------------- = 0,20

  ( 1 + 2,25 • e -0,50 • t )2

    562,5 • e -0,50 • t  =   0,20 • ( 1 + 2,25 • e -0,50 • t )2               

  og  ( 1 + 2,25 • e -0,50 • t )= 1          Beregnet med   TI-84 plus           

   562,5 • e-0,50 • t = 0,20 • 1

                                         0,20

                e-0,50 • t   =    -------------      

                                        562,5

           ln ( e-0,50 • t ) = ln ( 0, 20 / 562,5 )

                    -0,50 • t = ln ( 0, 20 / 562,5 )

                                     ln ( 0,20 / 562,5 )

                                t = ------------------------ = 15,88 ≈ 15,9

                                            -0,50

Selv om det passer med facitlisten, er mit spørgsmål om det er den rigtige måde at isolere t på ?

På forhånd tak


Brugbart svar (1)

Svar #1
03. februar 2023 af Anders521

#0 Der er et problem med c). Med ligningen                                                                                                                                                 562,5·e -0,50·t  =   0,20 ·(1 + 2,25·e -0,50·t)2                                                          betragter du på højresiden faktoren (1 + 2,25 • e -0,50 • t)2 som du med din lommeregner får til at være tallet 1. Den går ikke. 


Svar #2
03. februar 2023 af ca10

Tak for svaret.

Jeg var skeptisk med mit forsøg på at isolere tallet t og det er derfor jeg stillede spørgsmålet.

Men som du skriver - Den går ikke.

Sådan isolerer man ikke tallet t.

Men hvordan løser man så spørgsmål c.

På forhånd tak


Brugbart svar (1)

Svar #3
03. februar 2023 af Anders521

#2 Givet størrelsen e-0,5t ville jeg nok bruge et CAS-værktøj til at løse ligningen.


Svar #4
03. februar 2023 af ca10

Tak for svaret


Svar #5
04. februar 2023 af ca10

Til at bestemme væksthastigheden  N ' (t)  i spørgsmål b) anvendte jeg kvotientreglen således:

1)    

                  ( 500 )' • (1 + 2,25 • e-0,50 • t ) - 500 • (1 + 2,25 • e-0,50 • t )' 

N' ( t ) = ------------------------------------------------------------------------------------- =

                                    (1 + 2,25 • e-0,50 • t )2

                    -500 • ( - 1,125 • e-0,50 • t )

                 ---------------------------------------- =

                      ( 1 + 2,25 • e -0,50 • t )2

                          562,5 • e -0,50 • t 

                  --------------------------------------

                     ( 1 + 2,25 • e -0,50 • t )2

2) Jeg har så ved brug af TI - 89 Titanium fået bestemt N ' ( t ) på følgende måde idet i Ti - 89 Titanium anvendes ikke t men i stedet for x.

Taste sekvensen er følgende:

Først tastes

d  (f ) , x → df (x)  tryk enter og svaret er Done

Dernæst tastes

               500      

 ------------------------------ → f ( x )         tryk enter og svaret er   Done

   1 + 2,25 • e-0,50 • x 

Til slut tastes:

d f  ( x ) tryk enter og svaret er (der anvendes ikke komma men i stedet for symbolet for punktum er .) :

                     562.5 ( 1.6487 )x

              --------------------------------

                 (( 1.6487 )x + 2,25 )2

I spørgsmål b) viser det sig at det ikke er ligegyldigt hvilken metode der er anvendt idet der forskel på om man anvender kvotientreglen til at bestemme N ' ( t ) eller man anvender N ' ( x ) som er bestemt med TI - 89 Titanium.

I c) skal man beregne væksthastigheden til tiden t = 6

Anvendes N ' ( t ) hvor t = 6 fås følgende resultat:

                          562,5 • e -0,50 • 6

                  -------------------------------------- = 22,6471

                     ( 1 + 2,25 • e -0,50 • 6 )2

Anvendes i stedet for N ' ( x ) hvor x = 6 (der bestemt med Ti - 89 Titanium) fås følgende resultat:

                     562.5 ( 1.6487 )6

              -------------------------------- = 22.6485 som er 22,6 i facitlisten 

                 (( 1.6487 )6 + 2,25 )2

I c) skal man bestemme til hvilket tidspunkt er væksthastigheden 0,20.

Mit forsøg med N ' ( t ) var ikke rigtig.

I stedet for bruges funktionen Solve i Ti - 89 Titanium således:

solve (562.5 • 1.6487(x) / ((1.6487(x) + 2.25)(2) = 0.20,x) og man får to løsninger:

x = - 12.6370                or                  x = 15.8806

Da væksthastigheden ikke kan være negativ er løsningen:

x = 15.8806 ≈ 15.9 og det passer med facitlisten da x = 15,9


Brugbart svar (1)

Svar #6
04. februar 2023 af Soeffi

#0. Opgaven. Hvordan isoleres t i spørgsmål c?

I en population af muldvarper er antallet af individer, N, til tiden t giver ved:

N(t)=\frac{500}{1+2,25\cdot e^{-0,50\cdot t}}

a) Til hvilket tidspunkt er der 400 muldvarper? (Facit: 4,39)    

b)  Beregn væksthastigheden til tiden t = 6. (Facit: 22,6)

c) Til hvilket tidspunkt er væksthastigheden 0,20? (Facit: 15,9)


Brugbart svar (1)

Svar #7
04. februar 2023 af Soeffi

#6. Løsning i Wolfram Alpha:

Hvis du vælger "approximate form", så får du 15,9.

Vedhæftet fil:population.png

Svar #8
04. februar 2023 af ca10

Tak for svaret


Svar #9
04. februar 2023 af ca10

Tak for svaret


Skriv et svar til: Population af muldvarper, Vejen til Matematik A2, Opgave 185, Side 167, (Knud Erik Nielsen og Esper Fogh)

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.