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95 學測數學 第 5 題
📅 95 年 📝 學測數學 第 5 題 題型:單選 課綱:99課綱
在養分充足的情況下,細菌的數量會以指數函數的方式成長,假設細菌 $A$ 的數量每兩個小時可以成長為兩倍,細菌 $B$ 的數量每三個小時可以成長為三倍。若養分充足且一開始兩種細菌的數量相等,則大約幾小時後細菌 $B$ 的數量除以細菌 $A$ 的數量最接近 $10$?
  1. $24$ 小時。
  2. $48$ 小時。
  3. $69$ 小時。
  4. $96$ 小時。
  5. $117$ 小時。
指數成長模型常用對數計算指數對數指數與對數
解題手法設未知數〔AI 推測〕
答案

$(5)$

詳解
設一開始兩種細菌的數量皆為 $N_0$。經過 $t$ 小時後, 細菌 $A$ 的數量為 $N_A(t) = N_0 \cdot 2^{t/2}$, 細菌 $B$ 的數量為 $N_B(t) = N_0 \cdot 3^{t/3}$。 依題意,$\dfrac{N_B(t)}{N_A(t)} = \dfrac{3^{t/3}}{2^{t/2}} \approx 10$。兩邊取常用對數: $$\log\left(\dfrac{3^{t/3}}{2^{t/2}}\right) \approx \log 10 = 1 \implies \dfrac{t}{3}\log 3 - \dfrac{t}{2}\log 2 \approx 1$$ 將 $\log 2 \approx 0.3010$ 與 $\log 3 \approx 0.4771$ 代入: $$t \left( \dfrac{0.4771}{3} - \dfrac{0.3010}{2} \right) \approx 1 \implies t (0.15903 - 0.1505) \approx 1 \implies t \cdot 0.00853 \approx 1$$ 解得 $t \approx \dfrac{1}{0.00853} \approx 117.2$ 小時。故選 $(5)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。