Aenicillin 是一种细菌,在培养皿中培养。其数量每六小时翻一番。将第一天开始时的 Aenicillin 数量记为 :
(a) 写出 ()的递推关系,其中 为第 天结束时培养皿中的 Aenicillin 数量;
(b) 求出 ,将你的答案表示为 的形式,其中 。
已知另一种细菌 Benicillin 的生长速率满足递推关系 (),其中 是第 天结束时 Benicillin 的数量。第一天开始时培养皿中的 Benicillin 数量 为 个单位。
- (a)
写出 ()的递推关系,其中 为第 天结束时培养皿中的 Aenicillin 数量,
- (b)
求出 ,将你的答案表示为 的形式,其中 。
- (c)
写出 、 和 。由此求出一个关于 的二次表达式,表示 。
- (d)
证明 。利用你在 (c) 部分的结果,求出 ,将你的答案表示为 的形式,其中 。
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
4(a)
1. Determine the daily growth factor based on the doubling time
Since the population doubles every 6 hours, the number of doubling periods in a 24-hour day is .
Therefore, the population is multiplied by each day.
2. Formulate the recurrence relation connecting consecutive days
The amount at the end of the day () is 16 times the amount at the end of the day (which is exactly the beginning of the day, ).
4(b)
1. Formulate the explicit formula for the $n^{\text{th}}$ term using the common ratio
From part (a), the recurrence relation is .
This represents a geometric sequence with a common ratio of .
Given the initial amount at is , the amount at the end of the day is given by:
4(c)
1. Find the values of $u_1 - u_0$, $u_2 - u_1$ and $u_3 - u_2$ using the given recurrence relation.
Given , we have .
For , .
For , .
For , .
2. Express the sum in terms of the individual differences.
3. Find the sum of the resulting arithmetic series to obtain a quadratic expression.
This is an arithmetic series with the first term , common difference , and terms.
Sum
(or )
, ,
Sum
4(d)
1. Expand the summation to show cancellation (method of differences).
2. Calculate the sum of the differences using the result from part (c).
From the recurrence relation , the sum from part (c) evaluates to an arithmetic progression:
Using the sum formula for an arithmetic series with , and terms:
3. Equate the two expressions for the sum and solve for $u_n$.
Equating our results from the telescoping sum and the arithmetic progression:
Given the initial condition :
AI 分析,可能出错
用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。
同一知识点的其他题
- 1已知数列中,,,是的前…
- 2已知一个数列满足 且对于 ,有 。 (a) 已知 …
- 3等差数列的首项为 ,公差为 ,其中 是一个整数。求 的最小值,使得前 36 项的和至少为 500。 数列 的定义为: 且当 …
- 4Anand 编写了一个计算机程序,用于在受控环境中模拟生物种群。假设在模拟期间没有生物死亡或离开该环境。 在模拟 A 中,第 1 天向环境中引入 200 个生物。在随后的每一天开始时,向环境中再引入 48 个生物。求在某天结束时,环境中的生…
- 5在上个月的第一天,一家制造厂内一台机器的温度被发现为 ,主管认为该温度过高。每天,机器产生的废热作为副产品会导致机器温度上升 。为了降低温度,主管决定调整恒温器,并在每天…