Mat E/Gb „Exponentialfunktion: Textaufgaben (+Lösungen)“ (neue Version) 01.12.11 20 Im Dickdarm des Menschen befinden sich Kolibakterien. Sie können in eine Niere vordringen und eine Nierenbeckenentzündung hervorrufen. Die Infektion macht sich ab einer kritischen Größe von etwa 100 Millionen Kolibakterien bemerkbar. Kolibakterien verdoppeln ihr Anzahl etwa all 20 Minuten. Angenommen 100000 Kolibakterien seien bereits in eine Niere gelangt. a)Wie lautet die Wachstumsfunktion f, die die Zahl der Kohlebakterien in Abhängigkeit von der Zeit t beschreibt? b)Wie viele Kolibakterien enthält die Niere nach 45min? c)Wie lange dauert es, bis die kritische Größe erreicht ist? d)Beantworte mit Hilfe von a): Wie groß ist die „Verdopplungszeit“? e)Wann entstehen 157580 Kolibakterien pro Minute? Lösungen: 19 a) f t 4 2t b) f t 2 1,06t b) 476409 20 a) f t 100000 1,0353t c) f t 5 0,667t d ) f t 3 0,95t c) ca.200 min d )20 min e)110 min Mat E /Gb „Exponentialfunktion: Radioaktiver Zerfall (Beispiel Reißzwecken)“ Der radioaktive Zerfall von Atomkernen wird mit Reißnägeln simuliert. Es werden 100 Reißnägel mehrmals hintereinander geworfen, wobei nach jedem Wurf die auf dem Kopf liegenden Reißnägel (zerfallener Atomkern) aussortiert werden. Folgendes Ergebnis hat sich ergeben: Anzahl noch nicht zerfallender Atomkerne Näherungsfunktion f(x) = 998*0,3978^x Durchgang Nr. bzw. "t in min" 0 1 2 3 4 5 100 44 12 4 2 0 100 46 15 11 5 1 100 35 10 5 2 1 300 102 30 8 3 1 300 109 52 22 10 3 98 58 40 12 3 0 6 0 0 0 0 0 0 998 394 0 159 62 25 6 998 397 157,9 62,8 25 9,94 3,95 Aufgaben: 1.Gehe davon aus, dass die Atomkerne in Abhängigkeit von der Zeit exponentiell zerfallen. Stelle mit Hilfe des Anfangswertes und der Anzahl noch vorhandener Atomkerne nach 4 Minuten eine entsprechende Näherungsfunktion auf. (Lösung: f(x) = 998*0,3977 x ) 2.Berechne die Halbwertszeit in Sekunden! (Lösung: 0,7510 Minuten = 0,7510 *60 Sekunden = 45.12 Sekunden) 3.Berechne den Zeitpunkt, wenn250 Atomkerne noch nicht zerfallen sind. (Lösung: x=1,50 Minuten)