de-CH
utf-8
math math-format polynomials
Modell mit Verdopplungszeit berechnen
e-04-02
number
20
randRange(2,24) roundTo(4,pow(2,1/DT))

Die fiktive Bakterienart ETHokokken teile sich jeweils nach DT Stunden.

Wir wählen den (Modell-) Ansatz N(t)=N_0 \cdot \color{red}{a}^{t}. Dabei sind

N(t) die Anzahl der Bakterien nach t Stunden und N_0 die Zahl zum Zeitpunkt 0.

Bestimmen Sie den Parameter \color{red}a.

Runden Sie auf vier Stellen nach dem Komma.

A

Nach DT Stunden sind doppelt so viele Bakterien vorhanden wie zu Beginn (Verdopplungszeit, Generationszeit).

Zu Beginn ist die Menge N_0 vorhanden, daher muss nach Ablauf der Verdopplungszeit \displaystyle t_{D} gelten

N(t_D)=2\cdot N_0.

Einsetzen in N(t)=N_0 \cdot \color{red}{a}^{t} und auflösen nach \color{red}{a} liefern:

zunächst \displaystyle 2 N_0= N_0 \cdot \color{red}{a}^{DT}

und Division durch N_0 auf beiden Seiten \displaystyle 2= \color{red}{a}^{DT} .

Mit Ziehen der DT-ten Wurzel folgt dann:

\displaystyle \color{red}{a} =\sqrt[DT]{2}\approx A .