Exponentiële functies > Exponentiële groei
123456Exponentiële groei

Uitleg

Bacteriën planten zich voort door tweedeling. Elke bacterie brengt twee nieuwe bacteriën voort door zich te delen. Bij een geschikte constante temperatuur kan de groei van het aantal bacteriën als volgt verlopen:

tijd in uren 0 1 2 3 4 5 6
hoeveelheid bacteriën (g) 6 12 24 48 96 192 384

De hoeveelheid bacteriën (in gram) wordt elk uur twee keer zo groot. Dat zie je door opeenvolgende waarden in de tabel op elkaar te delen:
12 6 = 24 12 = 48 24 = 96 48 = 192 96 = 2
Je moet dus steeds met factor 2 vermenigvuldigen om het volgende aantal te vinden:

  • op tijdstip 0 heb je 6 gram bacteriën;
  • na 1  uur heb je 6 2 gram bacteriën;
  • na 2  uur heb je 6 2 2 gram bacteriën;
  • na 3  uur is er 6 2 2 2 = 6 2 3 gram bacteriën;

enzovoort. Het aantal bacteriën groeit exponentieel met groeifactor 2 per uur.

Voor de hoeveelheid bacteriën B na t uur geldt in dit geval de formule B ( t ) = 6 2 t .
Je ziet dat er machten worden gebruikt voor het herhaaldelijk vermenigvuldigen. In dit geval zijn het machten met grondtal 2, dit getal is de groeifactor per uur. Omdat de variabele t in de exponent zit, spreek je van exponentiële groei.

Voor het aantal bacteriën B na t  uur geldt de formule B ( t ) = 600 2 t .
Door te denken aan bacteriegroei en deze functie B ( t ) kun je een aantal rekenregels voor machten afleiden.

  • Allereerst heb je op t = 0 volgens de formule 6 2 0 gram bacteriën. Omdat je weet dat dit precies 6 moet zijn is: 2 0 = 1 .

  • Na 3 uur heb je 6 2 3 en 4 uur later 6 2 3 2 4 gram. Dit is de hoeveelheid bacteriën na 7 uur, dus 6 2 7 . Conclusie: 2 3 2 4 = 2 7 . Als je machten vermenigvuldigt tel je de exponenten op.

  • Na 7 uur heb je 6 2 7 en 4 uur eerder 6 2 7 / 2 4 gram. Dit is de hoeveelheid bacteriën na 3 uur, dus 6 2 3 . Conclusie: 2 7 / 2 4 = 2 3 . Als je machten deelt trek je de exponenten af.

  • De groeifactor per uur is 2. Per drie uur is die groeifactor 2 3 = 8 .
    De hoeveelheid bacteriën na 12 uur kun je op twee manieren berekenen: 6 2 12 of 6 8 4 . Dus moet ( 2 3 ) 4 = 2 12 gram. Bij machten van machten vermenigvuldig je de exponenten.

Deze rekenregels gelden heel algemeen voor alle grondtallen en exponenten. Alleen met grondtal 0 moet je voorzichtig zijn...

Opgave 2

Bekijk het verhaal van de bacteriegroei in de Uitleg .

a

Wat versta je onder de "groeifactor" per uur van het aantal bacteriën?

b

Hoeveel procent bacteriën komt er elk uur bij?

c

Hoeveel bacteriën heb je na 12 uur? En hoeveel heb je er een uur later?

d

Hoeveel bacteriën heb je 3  uur later dan 12  uur na t = 0 ? Van welke rekenregel is dit een voorbeeld?

Opgave 3

Gebruik de rekenregels voor machten en herschrijf ( a 0 ) :

a

a 4 a 14

b

3 a 3 4 a 5

c

-5 a 3 ( 2 a ) 3

d

15 a 8 -5 a 6

e

( 3 a ) 5 ( 6 a ) 4

f

( 2 a ) 4 0,5 a 2 8 a 6

Opgave 4

Bekijk het laatste deel de Uitleg .

a

Hoeveel bedraagt 0 4 ?

b

En hoe zit het met 0 0 ? Welke moeilijkheid doet zich nu voor?

c

Waarom wordt grondtal 0 uitgesloten voor exponentiële functies, denk je?

verder | terug