Exponentiële en logaritmische functies > Groeimodellen
123456Groeimodellen

Antwoorden van de opgaven

Opgave V1
a

Achtereenvolgens:

  • Bij `N_1` is sprake van exponentiële groei met groeifactor `1,5` . De groei wordt steeds sterker.

  • Bij `N_2` is sprake van groei volgens een machtsfunctie. Ook nu wordt de groei steeds sterker.

  • Bij `N_3` is in het begin sprake van exponentiële groei , maar die groei wordt na verloop van tijd minder sterk en nadert naar een situatie waarin er van groei eigenlijk geen sprake meer is.

  • Bij `N_4` is vanaf het begin sprake van steeds minder sterke groei.

b

Achtereenvolgens:

  • Bij `N_1` wordt de groeisnelheid steeds groter.

  • Bij `N_2` wordt de groeisnelheid ook steeds groter.

  • Bij `N_3` wordt de groeisnelheid eerst groter, maar na een bepaald punt steeds kleiner tot hij naar `0` nadert.

  • Bij `N_4` wordt de groeisnelheid vanaf het begin steeds kleiner en nadert hij naar `0` .

Opgave 1
a

Maak een tabel van `log(N)` voor `t = 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ,...` .

b

`log(K) = log(600 * 0,8^t) = log(600) + log(0,8^t) = log(600) + t * log(0,8)` .

c

Rechte lijn door `(0 , log(600))` met richtingscoëfficiënt `log(0,8)` .

d

`log(K) = log(600 * 0,8^t) = log(600) + log(0,8^t) = log(600) + t * log(0,8)` .

e

De grafiek van `K(t)` wordt nu een rechte lijn door `(0, 600)` , `(1, 480)` , `(2, 384)` , enzovoorts.
`N(t) = a*g^t` door `(0,5; 8000)` en `(6, 400)` geeft `a*g^(0,5) = 8000` en `a*g^6 = 400` . Dit levert op `a = 10500` en `g ≈ 0,58` , dus `N(t) ~~ 10500 * 0,58^t` .

f

Doen.

g

`N(t)=0` heeft geen oplossingen, de `t` -as is een horizontale asymptoot.

Opgave 2
a

Maak eerst een tabel.

b

`log(N_4(t)) = log(400 - 300 * 0,75^t)` . Dit kan niet herleid worden tot een lineair verband tussen `log(N_4)` en `t` .

Opgave 3
a

Zie tabel.

`t` 0 1 2 3 4 5 6
`log(N)` 1,7 1,9 2,2 2,4 2,6 2,8 3,1
b

Grafiek is praktisch een rechte lijn, dus exponentiële groei.

c

`log(N) ~~ 1,70 + 0,225t`

d

`log(N) ~~ 1,70 + 0,225t` geeft `N ~~ 10^(1,70 + 0,225t) = 50 * 1,68^t`

Opgave 4
a

`log(N) = log(20) + 1,5 * log(t)` geeft een rechte lijn door `(0, log(20))` met richtingscoëfficiënt `1,5` .

b

Je krijgt een rechte lijn door `(0, 0)` , `(1, 20)` , etc.

c

`log(K) = log(600 * t^(0,8)) = log(600) + log(t^(0,8)) = log(600) + 0,8 log(t)` .

d

Rechte lijn door `(0, 0)` , `(1, 600)` , etc.

Opgave 5
a

Aan de machten van `10` op horizontale en verticale as.

b

Kleine honden zitten bij `(10^(1,1), 10^(2,4))` .

c

`log(P) ≈ 2,41 - 0,14 *log(m)` geeft `P ~~ 10^(2,4)*m^(text(-)0,14)` .
(Kan ook met behulp van twee afgelezen punten.)

d

`P≈131` passen per minuut.

Opgave 6
a

Zie figuur. Vergelijk jouw lijn met de door Excel gegeven lijn.

b

Grafiek gaat door `(8, 10)` en ongeveer door `(21, 100)` . `N(t) = a * text(e)^(kt)` geeft dan `a * text(e)^(8k) = 10` en `a * text(e)^(21k) = 100` zodat `text(e)^(13k) = 100/10 = 10` en `k ~~ 0,18` . Vul je dit in één van beide vergelijkingen in, dan vind je `a ~~ 2,23` . Dus `N(t) ~~ 2,23 * text(e)^(0,18t)` . (Je kunt ook uitgaan van `N(t) = a * g^t` . Dan vind je `N(t) ~~ 2,23 * 1,19^t` .)

c

Maak een tabel bij de bij b gevonden functie op je grafische rekenmachine.

d

`N(t) = 2,23 text(e)^(0,18t) > 1000` geeft `t = (ln(1000/(2,23)))/(0,18) ~~ 33,9` . Dus na `34` dagen.

Opgave 7
a

Zie figuur; in beide gevallen liggen de punten redelijk op een rechte lijn. Je krijgt daarom een machtsfunctie `T = a * R^b` .

b

De grafiek moet in ieder geval door `(1, 1)` .

c

Het antwoord bij b betekent: `a = 1` . Neem je aan dat de grafiek ook door `(30, 165)` gaat dan wordt `165 = 30^b` en dus `b = (ln(165))/(ln(30)) ~~ 1,50` . Dus `T = R^(1,5)` .

d

`R = 38,4851` geeft volgens de formule `T ~~ 238,5` jaar.

Opgave 8
a

GR: `y_1 = 350/(1 + 174*0,81^x)` met venster `[0, 50] xx [0, 360]` .

b

Zie het voorbeeld. Je kunt wel een ander punt kiezen, maar je formule zal uiteindelijk niet heel veel afwijken van die in het voorbeeld.

c

`N'(t) = (text(-)350)/((1 + 174 * 0,81^t)^2) * 174 * ln(0,81) * 0,81^t` .
`N''(t) = (text(-)350)/((1 + 174 * 0,81^t)^3) * 174 * ln^2(0,81) * 0,81^t * (174 * 0,81^t - 1) = 0` geeft `t ~~ 24,48` .
(Het verschil met de gevonden waarde in het voorbeeld zit hem waarschijnlijk in de afronding naar `0,81` .)

Opgave 9

Los op `N''(t)=0` , dit geeft `g^t = 1/b` .
Substitueer dit in de formule voor `N(t)` .

Opgave 10
a

Nu wordt `20,7 = 20 + 60 * g^(20)` en ook dit geeft `g ~~ 0,80` . Je krijgt dus hetzelfde functievoorschrift.

b

`T'(t) = 60 * ln(0,80) * 0,80^t` en dus is `T'(10) ~~ text(-)1,44` . De afkoelingssnelheid is ongeveer `1,44`  °C/min.

Opgave 11
a

De hoogteverschillen per `2` weken zijn niet constant, dus geen lineaire groei.
Er is geen sprake van een constante groeifactor per `2` weken, dus ook geen exponentiële groei.
Het is daarom geen van beide.

b

Zie de tabel hieronder. Maak bij deze tabel een grafiek.

`t` 2 4 6 8 10 12
`log(F)` 0,786 0,207 -0,296 -0,911 -1,701 -2,409
c

Je kunt een rechte lijn tekenen die de zes punten van de grafiek van `F` redelijk benadert.
Dus is er een lineair functievoorschrift `F(t) = at + b` .
Met `F(2) = 0,786` en `F(12) = text(-)2,409` vind je een richtingscoëfficiënt van ongeveer `text(-)0,32` .
En zo krijg je `F(t) ≈ text(-)0,32t + 1,43` .

d

`F(t) = log((256 - H(t))/(H(t))) = text(-)0,32t + 1,43` geeft `(256 - H(t))/(H(t)) = 10^(text(-)0,32t + 1,43)` en dus `256 - H(t) = H(t) * 10^(text(-)0,32t + 1,43)` .
Dit levert op: `256 = H(t) * (10^(text(-)0,32t + 1,43) + 1)` zodat `H(t) = 256/(10^(text(-)0,32t + 1,43) + 1) = 256/(1 + 10^(text(-)0,32t + 1,43))` .
Er is sprake van geremde exponentiële groei.

e

Groeisnelheid `H'(t) = (text(-)256)/((10^(text(-)0,32t + 1,43) + 1)^2) * 10^(text(-)0,32t + 1,43) * ln(10) * text(-)0,32` .
Dus `H'(1) ~~ 12,6` is kleiner dan de gemiddelde groei in de tweede week omdat de groei dan nog steeds sneller toeneemt.

f

`H'(10) ~~ 3,1` is groter dan de gemiddelde groei in de tiende week omdat de groei dan steeds langzamer gaat.

g

`H'(t)` heeft een maximum voor `t ~~ 4,47` . Dit is op dag `4` .
Je kunt dit algebraïsch berekenen met behulp van de tweede afgeleide: `H''(t) = 0` oplossen.

Opgave 12
a

Teken de punten zo nauwkeurig mogelijk op dubbellogaritmisch papier.

b

De grafiek is op dubbellogaritmisch papier bij benadering een rechte lijn.

c

De waarden zullen afhangen van de rechte lijn die je hebt getekend.

Je vindt iets als `a ≈ 59` en `b ≈ 0,54` , dus `E ≈ 59 * m^(0,54)` .

d

`E ~~ 59*3200^(0,54) ≈ 4609` cal/km.

Opgave 13
a

Er is sprake van een minteken omdat de hoeveelheid afneemt. De afnamesnelheid is recht evenredig met de hoeveelheid.

b

`G'(x) = text(-)kb * text(e)^(text(-)kx) = text(-)k * G(x)` .

c

`G(6) = b * text(e)^(text(-)0,2 * 6) ~~ b * 0,30` . `30` % van het graan is nog niet uit het stro geschud.

d

Hoe groter `k` , hoe meer graan er uit het stro wordt gehaald, vandaar die naam.
`v = 2` geeft `k = 0,5` .
`G(6) = b * text(e)^(text(-)0,5 * 6) ~~ b * 0,05` . `5` % van het graan is nog niet uit het stro geschud.

e

Dan moet `G(6) = 0` . Dit lukt alleen als `v = 0` .

Opgave 14
a

Afname `1,5` keer zo groot past niet bij een lineair proces. Afname neemt exponentieel toe, wat overblijft dus niet.

b

`1,0414^10 ~~ 1,5` en `3311 - 274 * 1,5 = 2900` .

c

In het jaar 2032.

d

`y'(t) = text(-)274 * ln(1,0414) * 1,0414^t` .
Nu is `y'(0) = text(-)274 * ln(1,0414) * 1` en `y'(10) = text(-)274 * ln(1,0414) * 1,5` , dus het klopt.

Opgave 15
a

De grafiek bij deze tabel is op dubbellogaritmisch papier bij benadering een rechte lijn door `(63,5; 1,65)` en `(225,0; 3,00)` .

b

`a ≈ 0,47` en `A ≈ 0,24` .

Opgave 16
a

`N(t) ~~ 5000 * text(e)^(text(-)0,05t)` en `G(t) = 0,60 - 0,54 * text(e)^(text(-)0,21t)` .

b

`T(t) = N(t) * G(t) = 5000 * text(e)^(-0,05t) * (0,60 - 0,54 * text(e)^(text(-)0,21t)) = 3000text(e)^(-0,05t) - 2700text(e)^(text(-)0,26t)` .

c

Het totale gewicht aan forellen is maximaal na ongeveer `7,35` maanden.

verder | terug