下表显示了一个小镇的人口 PP(以千为单位)随时间 tt(年)减少的情况。

  1. ((a))

    清晰地写出计算步骤,并在所提供的网格上绘制 ln⁡P\ln P 关于 tt 的直线图。

  2. ((b))

    求你所画直线的斜率,并由此将 PP 表示为 Ae−ktAe^{-kt} 的形式,其中 AA 和 kk 是常数,分别将答案精确到最接近的百位数和保留 1 位小数。

  3. ((c))

    如果该人口模型依然有效,求该小镇的人口下降到 100,000 以下所需的时间(年)。将你的答案精确到最接近的年份。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

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

8((a))

1. Calculate the values of $\ln P$ for each corresponding value of $t$ to 2 decimal places.

For P=274P = 274, ln⁡P=ln⁡274≈5.61\ln P = \ln 274 \approx 5.61
For P=203P = 203, ln⁡P=ln⁡203≈5.31\ln P = \ln 203 \approx 5.31
For P=151P = 151, ln⁡P=ln⁡151≈5.02\ln P = \ln 151 \approx 5.02
For P=112P = 112, ln⁡P=ln⁡112≈4.72\ln P = \ln 112 \approx 4.72
For P=83P = 83, ln⁡P=ln⁡83≈4.42\ln P = \ln 83 \approx 4.42
For P=41P = 41, ln⁡P=ln⁡41≈3.71\ln P = \ln 41 \approx 3.71
For P=18P = 18, ln⁡P=ln⁡18≈2.89\ln P = \ln 18 \approx 2.89

tt691215182533
ln⁡P\ln P5.615.315.024.724.423.712.89

2. Plot the points $(t, \ln P)$ on the given grid and draw a straight line of best fit.

Plot the coordinates (6,5.61)(6, 5.61), (9,5.31)(9, 5.31), (12,5.02)(12, 5.02), (15,4.72)(15, 4.72), (18,4.42)(18, 4.42), (25,3.71)(25, 3.71), and (33,2.89)(33, 2.89) on the grid with tt on the horizontal axis and ln⁡P\ln P on the vertical axis. Draw a straight line passing through these points.

答案

Table of values for ln⁡P\ln P:

tt691215182533
ln⁡P\ln P5.615.315.024.724.423.712.89

(A straight line graph is drawn passing through these points on the provided grid.)

8((b))

1. Calculate the gradient of the straight line graph of $\ln P$ against $t$

Using the points (6,ln⁡274)(6, \ln 274) and (33,ln⁡18)(33, \ln 18) from the table:
Gradient m=ln⁡18−ln⁡27433−6m = \frac{\ln 18 - \ln 274}{33 - 6}
m=2.8904−5.613127≈−0.1008m = \frac{2.8904 - 5.6131}{27} \approx -0.1008
Gradient ≈−0.1\approx -0.1 (to 1 d.p.)

2. Relate the given non-linear equation to the linear form

P=Ae−ktP = Ae^{-kt}
Taking natural logarithms on both sides:
ln⁡P=ln⁡(Ae−kt)\ln P = \ln(Ae^{-kt})
ln⁡P=−kt+ln⁡A\ln P = -kt + \ln A
This is in the form Y=mX+cY = mX + c, where Y=ln⁡PY = \ln P, X=tX = t, gradient m=−km = -k, and vertical intercept c=ln⁡Ac = \ln A.

3. Find the value of $k$

Since m=−km = -k:
−k=−0.1008-k = -0.1008
k≈0.1k \approx 0.1 (to 1 d.p.)

4. Find the value of $A$ and state the final equation

Using the point (6,5.6131)(6, 5.6131) to find the intercept cc:
5.6131=−0.1008(6)+ln⁡A5.6131 = -0.1008(6) + \ln A
ln⁡A=5.6131+0.6048=6.2179\ln A = 5.6131 + 0.6048 = 6.2179
A=e6.2179≈501.6A = e^{6.2179} \approx 501.6
A=500A = 500 (to the nearest hundred)
Therefore, P=500e−0.1tP = 500e^{-0.1t}.

答案

Gradient =−0.1= -0.1, P=500e−0.1tP = 500e^{-0.1t}

8((c))

1. Set up the inequality or equation using the model from part (b)

From part (b), the model is P=500e−0.1tP = 500e^{-0.1t}.
Since PP is in thousands, a population of 100 000100\,000 corresponds to P=100P = 100.
We require P<100P < 100:
500e−0.1t<100500e^{-0.1t} < 100

2. Solve for $t$

e−0.1t<100500e^{-0.1t} < \frac{100}{500}
e−0.1t<0.2e^{-0.1t} < 0.2
−0.1t<ln⁡0.2-0.1t < \ln 0.2
t>ln⁡0.2−0.1t > \frac{\ln 0.2}{-0.1}
t>16.094t > 16.094

3. State the final answer to the nearest year

To the nearest year, t=16t = 16.

答案

1616 years

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. 1放射性物质的质量 mm 毫克随着时间 tt 小时而减少。测得的 mm 和 tt 的值见下表。 | t (小时) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | |---|---:|---:|---:|---:|---:| | m (毫…
  2. 2药物通过注射方式输入病人体内。经过时间 tt 小时后,病人体内的药物浓度 xx mg/ll 满足以下方程: x=xoe−kt,x = x_o e^{-kt}, 其中 xox_o 和 kk 是常数。下表记录了 xx 和 tt 的一些数值:…
  3. 3下表显示了两个变量 xx 和 yy 的实验值。 | xx | 2 | 4 | 6 | 8 | |---|---|---|---|---| | yy | 2.25 | 0.81 | 0.47 | 0.33 | 在坐标纸上,绘制 xyxy…
  4. 4下表给出了 xx 和 yy 的测量值。 | xx | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.6 | 3.5 | 4.5 | |---|---|---|---|---|---|---| | yy | 11.1 | 6.29 | 3.…
  5. 5下表显示了 xx 和 yy 的实验值。 | xx | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |---|---|---|---|---|---| | yy | 11.8 | 16.2 | 23.5 | 35.5 | 55.2 | 已…