Как рассчитать экспоненциальный рост в биологии

Иногда «экспоненциальный рост» - это просто фигура речи, ссылка на все, что растет неоправданно или невероятно быстро. Но в некоторых случаях вы можете воспринимать идею экспоненциального роста буквально. Например, популяция кроликов может расти экспоненциально по мере размножения каждого поколения, затем размножения их потомков и так далее. Деловой или личный доход также может расти в геометрической прогрессии. Когда вам будет предложено сделать реальные расчеты экспоненциального роста, вы будете работать с тремя частями информации: начальная стоимость, скорость роста (или спад) и время.

Как рассчитать экспоненциальные темпы роста

Представьте, что ученый изучает рост нового вида бактерий. Хотя он мог вводить значения начального количества, скорости роста и времени в калькулятор роста популяции, он решил рассчитать скорость роста популяции бактерий вручную.
Соберите свои данные

Оглядываясь назад на свои тщательные записи, ученый видит, что его начальная популяция составляла 50 бактерий. Пять часов спустя он измерил 550 бактерий.

Ввод информации в уравнение

Ввод информации ученого в уравнение экспоненциального роста или затухания, y (t) = a__ekt, он имеет:

550 = 50_ek_5

Единственное неизвестное в уравнении - это k, или скорость экспоненциального роста.
Решить для к

Чтобы начать решение для k, сначала разделите обе части уравнения на 50. Это даст вам:

550/50 = (50_ek_5) / 50, что упрощает до:

11 = e_k_5

Затем возьмем натуральный логарифм обеих сторон, который обозначен как ln (x). Это дает вам:

ln (11) = ln (e_k_5)

Натуральный логарифм является обратной функцией ex, поэтому он эффективно «отменяет» функцию ex в правой части уравнения, оставляя вас с:

ln (11) = _k_5

Затем разделите обе стороны на 5, чтобы выделить переменную, которая дает вам:

k = ln (11) / 5
Интерпретировать ваши результаты

Теперь вы знаете скорость экспоненциального роста этой популяции бактерий: k = ln (11) / 5. Если вы собираетесь проводить дальнейшие вычисления с этой совокупностью - например, включив в уравнение скорость роста и оценивая численность совокупности в момент времени t = 10 - лучше оставить ответ в этой форме. Но если вы не выполняете дальнейшие вычисления, вы можете ввести это значение в калькулятор экспоненциальной функции - или в свой научный калькулятор - чтобы получить приблизительное значение 0,479579. В зависимости от точных параметров вашего эксперимента, вы можете округлить его до 0,48 / час для простоты расчета или записи.

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (05.03.2019)
Просмотров: 18 | Рейтинг: 0.0/0