Dyrebestand lineær og eksponentiell modell

Dyrebestand lineær og eksponentiell modell

En dyrebestand består i dag av 500 dyr. En forsker antar at bestanden vil doble seg i løpet av de ti neste årene.

Sett opp en modell L(x)L(x) som viser hvor mange dyr det vil være i bestanden om xx år, dersom vi antar at bestanden øker lineært.

Sett opp en modell E(x)E(x) som viser hvor mange dyr det vil være i bestanden om xx år, dersom vi antar at bestanden øker eksponentielt.

Tegn grafen til funksjonen FF gitt ved

F(x)=L(x)E(x),0x13F(x)=L(x)-E(x),\quad 0\le x\le 13

Bestem toppunktet på grafen til FF og skjæringspunktene mellom grafen til FF og hver av de rette linjene x=12x=12 og y=12y=12.

Gi en praktisk tolkning av svarene du får.

Fasit

L(x)=500+50x\underline{\underline{L(x) = 500 + 50x}}

E(x)=5001,0718x\underline{\underline{E(x) = 500 \cdot 1{,}0718^x}}

Se graf nedenfor.

Toppunkt: (5,29;43,0)\underline{\underline{(5{,}29 \,;\, 43{,}0)}}. Skjæring med x=12x = 12: (12;48,7)\underline{\underline{(12 \,;\, -48{,}7)}}. Skjæring med y=12y = 12: (0,84;12)\underline{\underline{(0{,}84 \,;\, 12)}} og (9,32;12)\underline{\underline{(9{,}32 \,;\, 12)}}.

LøsningsforslagKI-generert

Vi vet at bestanden starter med 500 dyr og øker med samme antall hvert år. Etter 10 år skal bestanden ha doblet seg til 1000 dyr, altså økt med 500 dyr.

Den årlige økningen er

50010=50 dyr/a˚r\frac{500}{10} = 50 \text{ dyr/år}

Den lineære modellen blir dermed

L(x)=500+50x\underline{\underline{L(x) = 500 + 50x}}

Vi vet at E(0)=500E(0) = 500 og E(10)=1000E(10) = 1000. Vi setter opp modellen E(x)=500kxE(x) = 500 \cdot k^x og bruker betingelsen for dobling:

500k10=1000500 \cdot k^{10} = 1000 k10=2k^{10} = 2 k=21101,0718k = 2^{\frac{1}{10}} \approx 1{,}0718

Den eksponentielle modellen blir

E(x)=5001,0718x\underline{\underline{E(x) = 500 \cdot 1{,}0718^x}}

c og d

Vi definerer differansefunksjonen

F(x)=L(x)E(x)=(500+50x)5001,0718x,0x13F(x) = L(x) - E(x) = (500 + 50x) - 500 \cdot 1{,}0718^x, \quad 0 \le x \le 13

Vi tegner grafen til FF i GeoGebra, og bruker Extremum for toppunktet og Intersect for skjæringspunktene med x=12x = 12 og y=12y = 12:

Graf av F(x) med toppunkt og skjæringspunkter

Fra figuren leser vi av:

Toppunkt: Toppunkt = (5.29, 43.04), altså (5,29;43,0)\underline{\underline{(5{,}29\,;\,43{,}0)}}.

Skjæring med x=12x = 12: SkjaeringVL = (12, -48.7), altså (12;48,7)\underline{\underline{(12\,;\,-48{,}7)}}.

Skjæring med y=12y = 12: SkjaeringHL1 = (0.84, 12) og SkjaeringHL2 = (9.32, 12), altså (0,84;12)\underline{\underline{(0{,}84\,;\,12)}} og (9,32;12)\underline{\underline{(9{,}32\,;\,12)}}.

Praktisk tolkning:

  • Toppunktet (5,29;43,0)(5{,}29\,;\,43{,}0): Etter ca. 5,3 år er differansen mellom lineær og eksponentiell modell størst. Da anslår den lineære modellen ca. 43 dyr flere enn den eksponentielle. Det er altså omtrent på dette tidspunktet de to modellene avviker mest fra hverandre i den lineære modellens favør.

  • Skjæring med x=12x = 12 i (12;48,7)(12\,;\,-48{,}7): Etter 12 år gir den eksponentielle modellen ca. 49 dyr mer enn den lineære. Den lineære modellen anslår L(12)=1100L(12) = 1100 dyr, mens den eksponentielle anslår E(12)1149E(12) \approx 1149 dyr. Den eksponentielle veksten har altså passert den lineære.

  • Skjæringene med y=12y = 12 i (0,84;12)(0{,}84\,;\,12) og (9,32;12)(9{,}32\,;\,12): I intervallet mellom ca. 0,84 og 9,32 år overestimerer den lineære modellen bestanden med mer enn 12 dyr sammenlignet med den eksponentielle. Utenfor dette intervallet er differansen under 12 dyr (eller negativ).

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som klart
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
Esc
Tilbake / avslutt