Come trovare un'equazione esponenziale con due punti

Se conosci due punti che cadono su una particolare curva esponenziale, puoi definire la curva risolvendo la funzione esponenziale generale usando quei punti. In pratica, questo significa sostituire i punti per y e x nell'equazione y = abX. La procedura è più semplice se il valore x per uno dei punti è 0, il che significa che il punto si trova sull'asse y. Se nessuno dei due punti ha un valore x zero, il processo per risolvere xey è un po' più complicato.

Perché le funzioni esponenziali sono importanti?

Molti sistemi importanti seguono modelli esponenziali di crescita e decadimento. Ad esempio, il numero di batteri in una colonia di solito aumenta in modo esponenziale e la radiazione ambientale nell'atmosfera a seguito di un evento nucleare di solito diminuisce in modo esponenziale. Prendendo i dati e tracciando una curva, gli scienziati sono in una posizione migliore per fare previsioni.

Da una coppia di punti a un grafico

Qualsiasi punto su un grafico bidimensionale può essere rappresentato da due numeri, che di solito sono scritti in in la forma (x, y), dove x definisce la distanza orizzontale dall'origine e y rappresenta la verticale distanza. Ad esempio, il punto (2, 3) è due unità a destra dell'asse y e tre unità sopra l'asse x. D'altra parte, il punto (-2, -3) è due unità a sinistra dell'asse y. e tre unità sotto l'asse x.

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Se hai due punti, (x1, sì1) e (x2, sì2), puoi definire la funzione esponenziale che passa per questi punti sostituendoli nell'equazione y = abX e risolvendo per a e b. In generale, devi risolvere questa coppia di equazioni:

1 = abx1 e si2 = abx2, .

In questa forma, la matematica sembra un po' complicata, ma lo è meno dopo aver fatto alcuni esempi.

Un punto sull'asse X

Se uno dei valori x -- dì x1 -- è 0, l'operazione diventa molto semplice. Ad esempio, risolvendo l'equazione per i punti (0, 2) e (2, 4) si ottiene:

2 = ab0 e 4 = ab2. Dal momento che sappiamo che b0 = 1, la prima equazione diventa 2 = a. Sostituendo a nella seconda equazione si ottiene 4 = 2b2, che semplifichiamo in b2 = 2, oppure b = radice quadrata di 2, che equivale a circa 1,41. La funzione di definizione è quindi y = 2 (1.41)X.

Nessuno dei due punti sull'asse X

Se nessuno dei due valori x è zero, risolvere la coppia di equazioni è leggermente più complicato. Henochmath ci guida attraverso un semplice esempio per chiarire questa procedura. Nel suo esempio, ha scelto la coppia di punti (2, 3) e (4, 27). Questo produce la seguente coppia di equazioni:

27 = ab4

3 = ab2

Se dividi la prima equazione per la seconda, ottieni

9 = b2

quindi b = 3. È possibile che anche b sia uguale a -3, ma in questo caso, supponiamo che sia positivo.

Puoi sostituire questo valore per b in entrambe le equazioni per ottenere a. È più facile usare la seconda equazione, quindi:

3 = un (3)2 che può essere semplificato in 3 = a9, a = 3/9 o 1/3.

L'equazione che passa per questi punti può essere scritta come y = 1/3(3)X.

Un esempio dal mondo reale

Dal 1910, la crescita della popolazione umana è stata esponenziale e, tracciando una curva di crescita, gli scienziati sono in una posizione migliore per prevedere e pianificare il futuro. Nel 1910 la popolazione mondiale era di 1,75 miliardi e nel 2010 era di 6,87 miliardi. Prendendo 1910 come punto di partenza, questo dà la coppia di punti (0, 1,75) e (100, 6,87). Poiché il valore x del primo punto è zero, possiamo facilmente trovare a.

1,75 = ab0 o a = 1,75. Inserendo questo valore, insieme a quelli del secondo punto, nell'equazione esponenziale generale si ottiene 6,87 = 1,75b100, che fornisce il valore di b come centesima radice di 6,87/1,75 o 3,93. Quindi l'equazione diventa y = 1,75 (centesima radice di 3,93)X. Sebbene ci voglia più di un regolo calcolatore per farlo, gli scienziati possono usare questa equazione per proiettare i futuri numeri della popolazione per aiutare i politici nel presente a creare politiche appropriate.

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