Kitsas riigieksam 2021, ülesanne 4: Bakteritega kaetud ala kasv
Vaatluse käigus selgus, et bakteritega kaetud ala suureneb iga tunniga 18%. Vaatluse alguses oli bakteritega kaetud ala suurus 4 cm2.
1.Arvutage, kui suur pindala on bakteritega kaetud 3 tunni möödudes.
2.Mitu tundi on möödunud vaatluse algusest, kui bakteritega kaetud pindala on 15 cm2? Vastus ümardage üheliseni.
Allikas: Matemaatika kitsas riigieksam 2021, ülesanne 4
Valemikaart: logaritmid
logab=c⟺ac=b,a>0,a=1,b>0
loga(xy)=logax+logay
logayx=logax−logay
logaxk=klogax
logax=logbalogbx,alogax=x
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Kui suurus kasvab iga tunniga 18%, korrutatakse see iga tunni järel arvuga 1,18. Teises küsimuses on tundmatu astendajas, seega kasuta logaritmi.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Koosta kasvu valem
Kui ala suureneb 18%, on uus pindala 100%+18%=118% eelmisest ehk eelmine pindala korrutatakse arvuga 1,18. Iga tunniga korrutatakse uuesti.
Pindala t tunni möödudes, kui alguses oli see 4 cm².
S(t)=4⋅1,18t
Pärast ühte tundi on pindala 4⋅1,18, pärast kahte tundi 4⋅1,18⋅1,18=4⋅1,182 ja nii edasi. Iga tund lisab ühe teguri 1,18. Seda nimetatakse liitprotsendiliseks kasvamiseks.
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Arvuta pindala 3 tunni pärast
Esimeses küsimuses tuleb leida pindala, kui t=3.
Asendame valemisse t=3.
S(3)=4⋅1,183=4⋅1,643032=6,572128≈6,6 cm2
Kõigepealt astendame (1,183=1,643032) ja alles siis korrutame arvuga 4. Ümardame kümnendikeni.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 2Samm 3: Koosta võrrand
Teises küsimuses on teada pindala 15 cm² ja tuleb leida aeg t.
Võrdsustame kasvu valemi pindalaga 15.
4⋅1,18t=15
Jagame võrrandi mõlemaid pooli arvuga 4.
1,18t=415=3,75
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 2Samm 4: Lahenda eksponentvõrrand logaritmimisega
Tundmatu on astendajas, seega logaritmime võrrandi mõlemaid pooli.
Võtame võrrandi mõlemast poolest kümnendlogaritmi.
lg1,18t=lg3,75
Astme logaritmi omaduse järgi tuleb astendaja logaritmi ette.
t⋅lg1,18=lg3,75
Jagame mõlemaid pooli arvuga lg1,18 ja arvutame taskuarvutiga.
t=lg1,18lg3,75≈0,07190,5740≈7,99≈8
Astme logaritmi omadus: logaxk=klogax. Sama tulemuse annab logaritmi definitsioon: t=log1,183,75. Kontroll: 4⋅1,188≈15,0, seega umbes 8 tunni pärast on pindala 15 cm².
VASTUS
1) Kolme tunni möödudes on bakteritega kaetud pindala umbes 6,6 cm². 2) Pindala on 15 cm² umbes 8 tundi pärast vaatluse algust.