10 svar
653 visningar
dajamanté behöver inte mer hjälp
dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 23 feb 2017 07:39 Redigerad: 23 feb 2017 07:49

Funktionsderivata och hastighetsförändring.

Hej!

Jag behöver hjälp IGEN med hur en derivata funktion fungerar. Känner mig lite taskigt att ta ert tid eftersom det är en exempel uppgift i boken men jag kan inte koppla ihopp förändringshastighet och konstanten k.

''Mängden av ett radioaktivt ämne avtar exponentiellt med tiden. I vissa typer av brandvarnare används radioaktiva ämnen för att upptäcka brandrök.

I en typ av brandvarnare finns det 280 nanogram av det radioaktiva ämnet americanium 241. Halveringstiden för Am-241 är 432 år.

a. Bestäm en modell för mängden americanium y efter x år.

b. Hur mycket finns kvar efter 150 år?

c. Hur snabbt minskar mängden efter 150 år?''

Svar på a var:

Y=C*e^kx

140=280*e^(k*432år)

ln0.5= ln e^(k*432år)

ln0.5/432= -0,00160451

Ekvationen är nu: y=280*e^-0.00160x

Fråga b, hur mycket finns kvar efter 150 år var inget konstigt, det fanns kvar 220 nanogram.

c, sista fråga: Hur snabbt minskar mängden efter 150 år?

Här efterfrågas en förändring/en hastighet så först har vi en derivering=

Y’=280*e^(-0.00160x) *-0,00160*ln e

Y’=-0,448* e^(-0.00160x)

Y’ (150) =-0.448* e^(-0.00160*150)= -0.352409

När jag kom dit undrade jag vad var den procentuella avtagande?

Jag delade -0,352409/220 (återstående mängd efter 150 år) och svaret var -0,0016, som vi redan hade från början, för att det är konstanten k!

Så faktiskt kunde vi ha fått förändringshastigheten med -0,0016*220, dvs k*återstående kvantitet?  

Varför behöver vi derivatan överhuvudtaget? Det är klart att det är intressant, men vad information får vi från derivatan som vi kan inte få igenom att multiplicera k med återstående tid?

Jag förstår inte hur siffrorna ’’hänger ihopp’’.

Tack :)

dobedidoo 85
Postad: 23 feb 2017 08:44

Hej

Men risk för att jag läst för slarvigt och kanske ger ett felaktigt svar (ska strax på möte), men derivatan i en viss punkt (dvs. för ett visst x-värde) säger hur snabbt mängden ändras "per år" just vid den tidpunkten. Så, ditt svar -0.352409 för x = 150 betyder då att efter 150 år ändras mängden med -0.352409 gram per år".

Att det värde du fick på förändringshastigheten stämmer med "k*återstående kvantitet" är inget märkligt. Det är snarast ett tydligt exempel på hur exponentialfunktionen "beter sig", att den är lika med sin derivata, och i fallet med en faktor före t i exponenten blir det precis så som du skriver: Y=280ekt och Y'=k*280ekt=k*Y. Därför "behöver" vi inte derivatan på annat sätt än att vi vet att den "råkar" vara just k*Y för denna typ av funktion.

Om det nu blev klarare av detta...

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 23 feb 2017 14:22 Redigerad: 23 feb 2017 14:22
dobedidoo skrev :

 

Om det nu blev klarare av detta...

 Hehe inte riktigt ... så vi har ungefär e^''ränta''*tiden. 

Så när vi får frågan om en förändring och vi redan vet Y, kan vi helt och enkelt slippa deriveringen?

dobedidoo 85
Postad: 23 feb 2017 15:07
Daja skrev :
dobedidoo skrev :

 

Om det nu blev klarare av detta...

 Hehe inte riktigt ... så vi har ungefär e^''ränta''*tiden. 

Så när vi får frågan om en förändring och vi redan vet Y, kan vi helt och enkelt slippa deriveringen?

Nja... Om du vet helt säkert att funktionen är av sådan typ (Y=Cekt), och känner dig helt trygg i att du då kan "slippa derivera", så må det väl vara ok för din egen del. Men, du lär ändå behöva motivera varför du kan göra så (om det t.ex. är på ett prov eller liknande) och då kanske du lika fullt hamnar i att derivera - för att motivera. Å andra sidan är det kanske inte något jättejobb att derivera en sådan funktion... Sätta konstanten (k i ditt fall) framför funktionsuttrycket är rimligen snabbare än att skriva en motivering till varför du inte behöver derivera.

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 23 feb 2017 17:28

Jo, jag skulle vilja skriva att förändring hastighet vid punkt P är lika med k*Y_p. Finns det något regel om detta?

Smaragdalena 80504 – Avstängd
Postad: 23 feb 2017 17:45
Daja skrev :

Jo, jag skulle vilja skriva att förändring hastighet vid punkt P är lika med k*Y_p. Finns det något regel om detta?

 Förändringshastigheten =y'(x)=Ce-0,0016x=k·280e-0,0016x=k·y(x)

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 23 feb 2017 18:13
smaragdalena skrev :
Daja skrev :

Jo, jag skulle vilja skriva att förändring hastighet vid punkt P är lika med k*Y_p. Finns det något regel om detta?

 Förändringshastigheten =y'(x)=Ce-0,0016x=k·280e-0,0016x=k·y(x)

 Tack! Jag måste nog läsa det några ggr till men visst verkar det logiskt?

Vad en y=C e^kx funktion ''menar'' är att y=slut kvantitet= C (begynnelse kvantitet) * e (talet för den smidigast förändringen) ^ k (förändring konstant)* x(typ, tid).

Så konstant k multiplicerad med vilket y som helst, borde ge oss hur den här y förändras :)

Smaragdalena 80504 – Avstängd
Postad: 23 feb 2017 18:21

Ja, men bara om det är en exponentialfunktion (som den här). Det är liksom själva finessen med exponentialfunktioner - att de växer snabbare ju mer de växer. (Med negativ exponent blir det naturligtvis att de avtar istället.)

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 23 feb 2017 18:24

Men det skulle inte funka med Y=C*a^x, som är ockå exponentiel, för den har inga "k" va?

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 23 feb 2017 18:42

Hej!

Jodå, den har också ett k-värde.

Du kan nämligen skriva ax a^x som

    elnax=exlna . \displaystyle e^{\ln a^x} = e^{x\ln a}\ .

Du ser att k-värdet för ax a^x är lika med lna \ln a .

Albiki

Daja skrev :

Men det skulle inte funka med Y=C*a^x, som är ockå exponentiel, för den har inga "k" va?

dajamanté 5139 – Fd. Medlem
Postad: 23 feb 2017 18:57
Albiki skrev :

Hej!

Jodå, den har också ett k-värde.

Du kan nämligen skriva ax a^x som

    elnax=exlna . \displaystyle e^{\ln a^x} = e^{x\ln a}\ .

Du ser att k-värdet för ax a^x är lika med lna \ln a .

Albiki

Daja skrev :

Men det skulle inte funka med Y=C*a^x, som är ockå exponentiel, för den har inga "k" va?

 Så i den här fallet kan jag multiplicera lna*y och får min y'. Genialt :)

Svara
Close