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095_02M_q05
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 $10$?
$24$ 小時。
$48$ 小時。
$69$ 小時。
$96$ 小時。
$117$ 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。