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mi risolvete questo problema

  

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All'istante $t=0$, viene iniettata nel sangue di un paziente per via endovenosa una dose di $1,5 \mathrm{mg}$ di un farmaco. Il processo di eliminazione del farmaco è ben modellizzato, per $t \geq 0$, dalla funzione $Q(t)=k \cdot a^t$, essendo $Q(t)$ la quantità di farmaco (in milligrammi) presente nel sangue del paziente al tempo $t$ (in ore), mentre $k$ e $a$ sono due costanti positive. All'istante $t=0$ la quantità di farmaco nel sangue è quella iniettata, mentre dopo un'ora è di $0,96 \mathrm{mg}$.
a. Determina il valore delle costanti $k$ e $a$.
b. Stabilisci dopo quanto tempo la quantità di farmaco nel sangue è di $1,2 \mathrm{mg}$.
c. Stabilisci di quale percentuale risulta diminuita (rispetto all'istante $t=0$ ) la quantità di farmaco nel sangue del paziente dopo 2 ore dall'iniezione.
[a. $k=1,5$ e $a=0,64 ;$ b. 30 minuti;
c. la diminuzione è circa del $59 \%$ ]

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a)

per t = 0 :

So = 1,5 = k*a^0  ⇒ k = S/1 = 1,5/1 = 1,5

per t = 1 :

S' = 0,96 = k*a^1 = k*a ⇒ a = 0,96/1,5 = 0,640 

formula : S = 1,5*0,64^t

 

b)

1,2 = 1,5*0,64^t'

0,8 = 0,64^t

t = ln0,8/ln0,64 = 0,50 h (30')

 

c)

Sx = 1,5*0,64^2 = 0,6144 mg

riduzione percentuale Δ = 100(1,5-0,6144)/1,5 = 59,0%

 



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a) Identificazione parametrica

Q = k a^t

per t = 0

Qo = k a^0

1.5 = k *1

k = 1.5

Q(1) = 0.96

0.96 = 1.5 a^1

a = 0.96 / 1.5 = 0.64

Q(t) = 1.5 * 0.64^t

b) Tempo

 

1.5 * 0.64^t = 1.2

0.64^t = 1.2/1.5 = 0.8

0.8^(2t) = 0.8^1

2t = 1

t = 1/2 h = 30 min

c) Percentuale

 

Q(2) = 1.5 * 0.64^2 = 0.6144 mg

e la diminuzione percentuale é

(0.6144 - 1.5)/1.5 * 100% = -59.04 %

 



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"mi risolvete questo problema"
Questo problema del decadimento esponenziale l'ho già risolto in tutte le salse, dalla cacio e pepe con due soli ingredienti al sartù di Artusi coi suoi ventisette ingredienti: ti metto in fondo qualche link dove puoi trovare mie spiegazioni e risoluzioni di esercizi identici a questo nei vari contesti (ti sarebbe bastato usare la casella "Cerca"); le più notevoli, a mio parere, sono queste
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 74417/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/160252/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 63339/
ma anche quelle in fondo meriterebbero un'occhiata.
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Questo problema
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Nel modello
* Q(t, k, a) = k*a^t
il primo dato ("All'istante t = 0, ... 1.5 mg") comporta
* Q(0, k, a) = k*a^0 = 1.5 = 3/2 mg ≡ k = 3/2 mg
* Q(t, a) = (3/2)*a^t
e il secondo dato ("dopo un'ora è di 0.96 mg") comporta
* Q(1, a) = (3/2)*a^1 = 0.96 = 24/25 mg ≡ a = 16/25 = 0.64
* Q(t) = (3/2)*(16/25)^t
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Per risolvere in t l'equazione Q(t) = 1.2 = 6/5 mg, cioè
* (3/2)*(16/25)^t = 6/5 ≡
≡ (16/25)^t = 4/5
occorre e basta un logaritmo, ovviamente conoscendone le proprietà.
* log(16/25, (16/25)^t) = log(16/25, 4/5) ≡
≡ t = log(16/25, 4/5) = log((4/5)^2, 4/5) = 1/2 (NB: log(b, √b) = 1/2)
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La diminuzione percentuale è
* δ% = 100*(Q(0) - Q(2))/Q(0) =
= 100*(1107/1250)/(3/2) = 1476/25 = 59.04%
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Modello esponenziale
La crescita e il decadimento esponenziali sono governati dal medesimo modello matematico che, in funzione del tempo, ha la forma
* a(t) = A*b^(c*t)
dove
* t = istante segnato dal cronometro di sistema
* a = variabile dipendente
* A = a(t) = valore iniziale di a, detto anche "fattore di forma"
* b = base dell'esponenziale, positiva e diversa da uno
** se i dati parlano di raddoppio o dimezzamento si sceglie b = 2
** se i dati sono generici si sceglie b = e
* c = costante diversa da zero che regola la rapidità e l'andamento del fenomeno
** c < 0 modella il decadimento
per b = 2, c = - 1/T con T = tempo di dimezzamento
per b = e, c = - 1/τ con τ (tau) = costante di tempo del fenomeno
** c > 0 modella la crescita
per b = 2, c = 1/T con T = tempo di raddoppio
per b = e, c = 1/τ con τ (tau) = costante di tempo del fenomeno
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Una volta scelta la base, per particolarizzare il modello occorrono e sono sufficienti due soli dati che consentano di determinare i parametri (A, c).
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ESERCIZI d'esempio (anche quello di cui s'intravede la fine nella tua foto)
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/177411/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/151388/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/150406/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 88729/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 74708/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 63933/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 48117/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 18373/
http://www.sosmatematica.it/forum/postid/ 10192/



Risposta
SOS Matematica

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