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Wachstum einer Bakterienkultur

Schüler Gymnasium, 12. Klassenstufe

Tags: Exponentialfunktion, Wachstum, Wachstumsfunktion

 
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Kaffeenuss

Kaffeenuss aktiv_icon

14:08 Uhr, 16.02.2011

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Hey Leute!

Ich schreibe nächste Woche die wahrscheinlich letzte Matheklausur meines Lebens (yeah!), aber habe einige Schwierigkeiten...

Und zwar weiß ich nicht wie man folgendes löst:

Eine Bakterienkultur wird in einer Petrischale, mit einer Gesamtfläche von 100cm² angesetzt. Anfangs bedeckt die Kultur eine Fläche von 7cm², die innerhalb des ersten Tages um 4cm² anwächst. Bestimme eine Wachstumsfunktion f, die das Wachstum näherungsweise beschreibt. Bearbeite mit dieser Funktion folgende Aufgaben.

a) Welche Fläche bedeckt die Kultur nach 7 Tagen bzw. nach 8 Stunden?
b) Zu welchem Zeitpunkt ist die Petrischale zu 75% mit der Bakterienkultur überdeckt?
c) Berechne die Wachstumsgeschwindigkeit nach 7 Tagen!
d) Wann beträgt die Wachstumsgeschwindigkeit 0,5cm²?

Wir hatten das zwar alles mal, aber ich steige durch meine Notizen nicht so wirklich durch und in Anbetracht der knappen Zeit, muss ich echt noch so viel wiederholen, dass es sehr lieb wäre, wenn ihr mir helfen könntet.

Ich habe als Idee für die Funktion erst mal das hier:

f(x)=abx

a=7
N(1)=4

f(x)=7bx
f(1)=7b1=11

b=1,57

f(x)=71,57x

richtig?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Exponentielles Wachstum (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
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michael777

michael777 aktiv_icon

14:43 Uhr, 16.02.2011

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f(x) ist richtig, wenn x in Tage eingesetzt wird

was meinst du mit N(1)=4? sollte das nicht f(1)=7+4=11 heißen?

beim zweiten Teil von a) musst du die Stunden dann in Tage umrechnen

a)f(7)=...
nach 8 Stunden =13 Tag: f(13)=...

b)75=71,57xx=...

c)f'(7)

d) Wachstumsgeschwindigkeit sollte die Einheit cm ² /Tag (oder ähnlich) haben
f'(x)=0,5x=...
Kaffeenuss

Kaffeenuss aktiv_icon

15:18 Uhr, 16.02.2011

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Na gut, aber nach 7 Tagen bekomme ich 164,59 cm² heraus, dabei ist die Petrischale doch auf 100cm² begrenzt.

Nach 8 Stunden müssten es 3,663 (Periode 3)cm² sein.
Kaffeenuss

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15:21 Uhr, 16.02.2011

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Ich versuch b mal auszurechnen...

Aber bei c habe ich schon mal das Problem, dass ich nicht genau weiß, wie man f(x) mit diesem ^x ableitet.
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michael777

michael777 aktiv_icon

15:24 Uhr, 16.02.2011

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f(x)=71,57x
f'(x)=7ln(1,57)1,57x
Kaffeenuss

Kaffeenuss aktiv_icon

15:26 Uhr, 16.02.2011

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Mit diesem Logarithmus komme ich einfach nicht zurecht -.-

Soll ich die 75:7 rechnen, damit ich

10,7143=1,57x stehen habe, um dann den ln zu verwenden?

Also ln(10,7143)=ln(1,57)x

ln(10,1743)=xln(1,57):ln(1,57)


ln(10,1743):ln(1,57)=x

x= (gerundet) =5,143
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michael777

michael777 aktiv_icon

15:27 Uhr, 16.02.2011

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richtig

Kaffeenuss

Kaffeenuss aktiv_icon

15:27 Uhr, 16.02.2011

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Cool, ausnahmsweise mal :-D)
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