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Exponentielles Wachstumsmodell, konstanter Zugang

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moohkuh

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12:04 Uhr, 01.12.2018

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Die Aufgabe über der ich gerade brüte lautet:
Von einer giftigen Substanz, die in Spuren in der Nshrung vorkommt, baut der Körper täglich 0,26% ab. Die mit der Nahurng täglich aufgenommene Dosis ist d=0,19 mikrogramm. Nach einer akuten Vergiftung sind 260mikrogramm der Substanz im Körper gemessen worden. Die Folge (bn)n soll die im Anschluss befindliche Meneg der Substanz im Körper beschreiben.

Die WHO schätzt die zulässige Obergrenze der Substanz im Körper auf 230 mikrogramm. Wie groß darf der mit der Nahrung aufgenommene Teil sein, damit die Grenze nicht überschritten wird?

Alsomit der Formelfür exponentielles Wachstum mit konstantem Zuwachs aqn+d1-qn1-q mit a=Startwert und d= tägliche Dosis,kann man die verschiendenen Folgeglieder berechnen und ich denke mal dieser oder einer abgewandelten Formel muss man vllt x als Dosis bestimmten und das ganze mit und das ganze mit 230 gleichsetzen aber ich komme nicht auf ein zufriedenstellendes Ergebnis. Kann mir jemand weiterhelfen? n für den n-ten Tag spielt ja in dem Fallkeine Rolle...aber gibt es eine Formel die n nicht berücksichtigt? In der Vorlesung hatten wir leider keine andere.

Mit lieben Grüßen,
moohkuh

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
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Roman-22

Roman-22

12:30 Uhr, 01.12.2018

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> Alsomit der Formelfür exponentielles Wachstum mit konstantem Zuwachs a⋅qn+d⋅1−qn1−q mit a=Startwert und d= tägliche Dosis,

Damits eine brauchbare Formel wird fehlt noch ein Geichheitsszeichen, also die Angabe, was man damit berechnet und außerdem fehlt die Bedeutung von q.

> aber gibt es eine Formel die n nicht berücksichtigt? In der Vorlesung hatten wir leider keine andere.
Ist ja auch nicht nötig. Hier gehts ja um den Grenzwert limn... und da wird auch der Anfangswert 260μg keine Rolle für den Grenzwert spielen.

Du solltest auf eine tägliche Dosis d<0,598μg kommen.
Für d=0,598μg ist der Grenzwert genau 230μg, aber der Wert wird immer darüber liegen und sich "von oben" der Grenze 230μg nähern (so gesehen spielt der Anfangswert 260μg insofern doch eine Rolle, dass er er größer als der angepeilte Grenzwert ist).
Nur wenn d<0,598μg ist, wird irgendwann mal die Grenze 230μg unterschritten und bleibt ab diesem Zeitpunkt n auch darunter.
Ist d=0,597μg dauert es zB ca. 4,6 Jahre bis der Wert unter 230μg liegt.
Mit d=0,19μg aus dem ersten Teil der Aufgabe dauert es nur etwas mehr als 2 Monate.

Möglicherweise spielt bei diesem zweiten Tel der Aufgabe der Anfangswert 260μg auch gar nicht mehr mit.
Dann gilt für eine beliebige Anfangsdosis a<230μg, dass dd=0,598μg sein muss.

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supporter

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12:30 Uhr, 01.12.2018

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Du hast 2 Unbekannte in der Gleichung (n und d), wenn du deinen Term gleich 230 setzt.
Damit kann man die Gleichung nicht lösen.
d ist gesucht. Also müsste n bekannt sein. q=1-0,0026
Frage beantwortet
moohkuh

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19:41 Uhr, 03.12.2018

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Danke für die Antwort. Habe nun auch doch noch die Formel gefunden und zwar wäre es dp gewesen was mit deinen berechnungen auch übereinstimmen würde. :-)
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Roman-22

Roman-22

23:42 Uhr, 03.12.2018

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> Habe nun auch doch noch die Formel gefunden und zwar wäre es dp gewesen
Diese "Formel" hattest du doch schon die ganze Zeit vor dir gehabt!
Du hast doch selbst an=aqn+d1-qn1-q angegeben, nur ohne zu sagen, was dieser Ausdruck berechnet und welche Bedeutung q hat.
q ist dabei der Wachstums/Zerfallsfaktor und der ist in deinem Beispiel q=1-p mit p=0,26%.
q ist positiv und kleiner als 1, daher strebt qn gegen Null für n.

Also limnan=d11-q=dp

Für n spielt der Initialwert a=260μg keine Rolle und es geht im Wesentlichen nur um eine unendliche geometrische Reihe und dafür ist ja die Formel bekannt.


EDIT: Es ist hier nicht üblich, dass man sich, nachdem die Frage beantwortet wurde, gleich wieder vom Forum abmeldet und zum "Anonymous" wird.
Frage beantwortet
moohkuh

moohkuh aktiv_icon

08:15 Uhr, 04.12.2018

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Ich bin leider sehr aufgeschmissen was Mathematik angeht im Moment, da ich auch nur wenig Leute kenne die ich in solchen Fragen zur Hilfe holen kann. Es tut mir leid, wenn ich mich hier unüblich oder schlecht verhalten habe!
Gerade dieses Grenzwertthema finde ich zur Zeit noch etwas schwer zu verstehen und konnte zugegebenermaßen mit deiner ersten Antwort zunächst nicht viel anfangen. In einem Tutorium kam es dann nocheinmal dran, worauf ich erst wusste wie du auf das Ergebnis gekommen warst.
Nochmals Danke, trotz allem.