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A)

Generationszeit ist die Zeit, in der sich die Anzahl der Lebewesen einer geschlosenen Population verdoppelt.

Dies ist hier nach tg = 45 Tagen der Fall, bzw. wenn wir in Monaten rechnen wollen, nach tg = 1,5 Monaten.

In diesem Zeitraum nimmt die Population um 100% zu, der "Zinssatz" beträgt also 100% in 45 Tagen.

Aus der Zinseszinsformel können wir dann berechnen:

Kn = Ko * (1 + p)^n,

mit

Kn : Anzahl Individuen nach n Generationszeiträumen (soll bestimmt werden)

Ko : Anzahl Individuen zu Beginn der Betrachtung (hier: 10)

p : prozentualer Zuwachs je Generationszeitraum (hier: 100 % = 100 / 100 = 1)

n : Anzahl Generationszeiträume (hier: 3 Monate / 1,5 Monate = 2)

Daraus ergibt sich:

Kn = 10 * (1 + 1)^2

= 10 * 2^2

= 10 * 4 = 40

Nach 3 Monaten hat man also 40 Individuen.

.

In einem Jahr (12 Monate / 1,5 Monate = 8 Generationszeiträume) wächst die Population auf

Kn = 10 * 2^8 = 2560

Individuen an.

.

B)

Hier muss man nun das n (Anzahl der Generationszeiträume) bestimmen, sodass gilt

80.000.000 = 10 * (1 + 1)^n

<=> 8.000.000 = 2^n

<=> n = log_2( 8.000.000 )

<=> n = 22,93 ... Generationszeiträume.

Da ein Generationszeitraum 1,5 Monate umfasst, gilt, dass nach

22,93 * 1,5 Monaten = 34,4 Monaten

aus 10 Individuen eine Population von 80.000.000 Individuen enstanden ist.

.

C)

Hier ist gefragt, wie groß der prozentuale Zuwachs p ist, wenn n nur 1 Monat (also 1 Monat / 1,5 Monate = 2 / 3 Generationszeiträume) groß ist.

Nach einem Monat hat man:

Kn = 10 * 2^(2/3) = 10 * 1,5874... = 15,874... Individuen.

Daraus können wir nun den monatlichen prozentualen Zuwachs p bestimmen (der Wachstumszeitraum beträgt jetzt nur noch 1 Monat):

15,874... = 10 * ( 1 + p )^1

<=> 1,5874... = 1 + p

<=> p = 0,5874...

Der monatliche Zuwachs beträgt also 58,74... %.

.

Setzen wir das in die Zinseszinsformel ein und berechnen wir damit nun noch einma die Anzahl der Individuen nach a) 3 Monaten und nach b) 1 Jahr (12 Monate), dann erhalten wir:

a)

Kn = 10 * ( 1 + 0,5874... )^3

= 40 Individuen

und

b)

Kn = 10 * ( 1 + 0,5874...)^12

= 2560 Individuen.

.

Der Vergleich mit den Ergebnissen aus A ergibt Übereinstimmung, was auf die Korrektheit der Berechungen hinweist.

Ich nehme mal an, dass sich die Ratten alle 45 Tagen verdoppeln. Das mit dem Monat ist etwas ungenau, da dieser ja 28, 29, 30 oder 31 Jahre haben kann. Geht man von einem monat von 30 Tagen aus, dann verdoppeln sie sich alle 3/2 Monate. also führt das zur Funktion. f(t)=10(2^((2/3)t)), t in Monaten. A: einfach 15 Moate in die Funktion einsetzen. B: f(t)=8010^6, nach t auflösen. C: schau dir das Schaubild an.

Jede Wanderratte bekommt nach 45 Tagen ein Junges würde ich mal vermuten.