☰ Содержание · Математика

Показательные и логарифмические модели

Уроки 37 · 1 урок · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
37

Моделирование с помощью показательной и логарифмической функций

Учебник, часть 2: с. 62–74
ЦельМоделировать рост, убывание, сложные проценты и шкалы величин с помощью показательной и логарифмической функций.
Новые слова
показательный рост · eksponensial o‘sishпериод полураспада · yarim yemirilish davriсложные проценты · murakkab foizмагнитуда · magnituda
Объяснение

Зависимость вида y = a · bᵗ называется показательной моделью: a — начальное значение (y = a при t = 0), b — множитель. Если b > 1, величина растёт (показательный рост); если 0 < b < 1, она убывает. При увеличении на p % в год множитель равен b = 1 + p/100, при уменьшении на p % — b = 1 − p/100; через x лет y = a · bˣ. Если масса вещества уменьшается вдвое за каждый период T (период полураспада), то m(t) = m₀ · (1/2)^(t/T). Логарифмическая модель служит для обратных вопросов: время, за которое величина изменится в k раз, равно x = log_b k. Магнитуда землетрясения равна R = lg I (I — интенсивность): при росте магнитуды на 1 интенсивность увеличивается в 10 раз, а при росте на 2 — в 100 раз. Нужно помнить, в каких пределах работает модель: в природе ничто не растёт бесконечно.

Примеры
Вклад 2 000 000 сумов приносит 10 % в год, проценты прибавляются каждый год. Через 2 года: 2 000 000 · 1,1² = 2 000 000 · 1,21 = 2 420 000 сумов. Множитель равен 1,1, и он применяется к предыдущей сумме каждый год.
Два землетрясения магнитудой 7 и 5. I₁ = 10⁷, I₂ = 10⁵. I₁ / I₂ = 10⁷ / 10⁵ = 10² = 100: интенсивность первого в 100 раз больше.
Работа в классе

Сложите лист бумаги пополам несколько раз (число слоёв каждый раз удваивается); запишите число слоёв после 1, 2, 3, … сгибаний и сравните с 2ⁿ. Не пользуйтесь ножницами.

Упражнения
1
Что означают случаи b > 1 и 0 < b < 1 в y = a · bᵗ?
2
500 бактерий удваиваются каждый час. Сколько их будет через 4 часа?
3
Период полураспада вещества 6 часов, начальная масса 96 мг. Сколько мг останется через 18 часов?
4
Почему увеличение на 10 % в год вычисляется умножением на 1,1 каждый год?