Wachstumsprozesse?

4 Antworten

Von Experte MichaelH77 bestätigt

Hallo,

steht doch da. Das Wachstum mithilfe einer e-Funktion modellieren.

Hier wäre es dann wohl f(t)=a*e^(k*t).

a ist die Fläche zu Beginn, also 1,5 (cm²).

t ist die verflossene Zeit in Tagen, k muß ermittelt werden.

Allerdings fehlt eine wichtige Angabe, nämlich auf welchen Zeitraum sich das Wachstum um 15 % bezieht. Ohne diese Angabe ist die Aufgabe schlicht nicht lösbar.

Man könnte höchstens vermuten, daß es sich um 15 % Wachstum pro Tag handelt und auf der unsicheren Basis dieser Vermutung weitermachen.

Dann hast Du nach einem Tag, also für t=1 eine Fläche von 1,5 cm²*1,15=1,725 cm².

Du mußt also die Gleichung 1,5*e^(1*k)=1,725 nach k auflösen (Logarithmus!) und bekommst f(t). Für den Zeitpunkt der Verdoppelung löst Du die Gleichung
1,5*e^(kt)=3 bzw. e^(kt)=2 nach t auf, was nun, da k bekannt ist ohne Probleme zu machen ist.

Für die Fläche nach 10 Tagen setzt Du für t einfach eine 10 in die Gleichung ein.

Korrektur: Ich hatte überlesen, daß die Wachstumsgeschwindigkeit bei t=10 gesucht ist. Die ermittelst Du natürlich über die Ableitung, also über f'(10).

Herzliche Grüße,

Willy

Das Wachstum soll wohl 15% pro Tag sein...

allgemeine Form der Exponentialfunktion: f(t)=a * q^t; a=Startwert, q= Wachstumsfaktor

Hier gilt a=1,5 cm² und q=1,015, also f(t)=1,5 * 1,015^t

1,015^t kann man schreiben als e^(ln(1,015^t)), und das ist e^(t*ln(1,015)).

Der Rest sollte kein Problem sein, wenn die Aufgabe davor erfolgreich war...

ano78577  23.08.2023, 14:12

q = 1,15

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Rhenane  23.08.2023, 15:29
@ano78577

Ups, korrekt, da hatte ich wohl die 1,5 von der Fläche noch vor Augen...

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Von Experte Willy1729 bestätigt

Wachstumsfunktion mit Basis e:



f(0) ist der Anfangswert, der ist gegeben

wenn die Fläche in einer Zeiteinheit (vermutlich in einem Tag) um 15% wächst, dann ist f(1)=1,15*f(0), der Wachstumsfaktor also 1,15

dann ist

daraus kannst du dann das k durch logarithmieren berechnen

nach der Verdoppelungszeit ist f(T2)=2*f(0)

Wachstumsgeschwindigkeit ist eine Änderung des Wachstums, also wird diese mit der Ableitung berechnet f'(10)

Ich fange an mit keiner e-Funktion, sondern einer Wachstumsfunktion in der Form:

f(x) = b * a^x

b ist der Startwert, hier b = 1,5 cm²

Wachstum ist r = 15% = 0,15

Dabei ist a = 1 + r

Also a = 1,15

Alles einsetzen: f(x) = 1,5 * 1,15^x

Daraus mache ich eine e-Funktion die deckungsgleich ist der Form g(x) = b * e^(kt)

f(x) = g(x)

1,5 * 1,15^x = b * e^(kx)

Der Startwert b bleibt gleich mit b = 1,5

1,5 * 1,15^x = 1,5 * e^(kx)

Teilen durch 1,5

1,15^x = e^(kx)

Den nächsten Schritt kann ich nicht begründen, warum man das x bei ungleicher Basis entfernen kann.

1,15 = e^k

k = ln(1,15) / ln(e) dabei ist ln(e) = 1

k = ln(1,15)

Die e-Funktion heißt g(x) = 1,5 * e^(x * ln(1,15))