De telling in een bacteriekweek was 700 na 20 minuten en 1000 na 40 minuten. Wat was de oorspronkelijke grootte van de cultuur?

De telling in een bacteriekweek was 700 na 20 minuten en 1000 na 40 minuten. Wat was de oorspronkelijke grootte van de cultuur?
Anonim

Antwoord:

490 micro-organismen.

Uitleg:

Ik ga een exponentiële groei aannemen voor bacteriën. Dit betekent dat we de groei kunnen modelleren met een exponentiële functie:

#f (t) = ^ A_0e (kt) #

waar # K # is de groei constant en # A_0 # is de initiële hoeveelheid bacteriën.

Sub de twee bekende waarden in de functie om twee vergelijkingen te krijgen:

# 700 = A_0e ^ (20k) # (1)

# 1000 = A_0e ^ 40k # (2)

Verdeel (2) door (1) om te vinden # K #:

# 1000/700 = (annuleren (A_0) e ^ (40k)) / (annuleren (A_0) e ^ (20k)) #

# 7/10 = e ^ (40k-20k) = e ^ (20k) #

Neem het natuurlijke logboek van beide kanten om te isoleren # K #:

#ln (10/7) = annuleren (ln) annuleren (e) ^ (20k) #

#ln (10/7) = 20k #

# K = ln (10/7) / 20 #

Nu we de groei constant hebben, # K #, we kunnen een van de punten vervangen om het initiële bedrag op te lossen, # A_0 #:

#(40,1000)#

# 1000 = A_0e ^ (ln (10/7) / 20 * 40) #

# A_0 = 1000 / e ^ (0,0178 * 40) = 490 #

Antwoord:

De initiële kweekgrootte was #490#

Uitleg:

De groei kan worden beschouwd als een geometrische progressie met dezelfde groeisnelheid na elk interval van #20# notulen.

De groeisnelheid kan worden bepaald door #1000/700 =10/7#

In termen van de grootte van de initiële populatie #(X)#

Dit betekent:

#x xx 10/7 rarr 700 xx 10/7 rarr 1000 #

# 0 "mins" kleur (wit) (xxx) 20 "mins" kleur (wit) (xxx) 40 "mins" #

Dus als we het proces omkeren, delen we het gewoon door #10/7#

#x larr 10/7 div 700 larr 10/7 div larr 1000 #

Onthoudt dat #div 10/7 = xx 7/10 #

# 1000 xx 7/10 = 700 #

# 700 xx 7/10 = 490 #