jag har ett problem med en uppgift
snälla kan någon hjälpa mig med den här uppgiften. jag kunde lösa a )men b) har jag problem med eftersom jag kommer fram till en diff ekvation som jag inte kan lösa. ekvationen är :v'=-4.84k*v^2/3 villkor: v(0)=48*10^-6 och v(6)=13.33*10^-6
uppgift:
Människokroppen består till två tredjedelar av vatten. Nästan 70% av detta finns i kroppens celler. Vatten är livsviktigt för att cellerna ska fungera, och uttorkning av cellerna ska leda till celldöd. Men det finns organismer, t.ex. jästceller, vars celler kan överleva även om så mycket som 99% av vatteninnehållet försvinner.
Om en cell förlorar vatten, så sker det främst genom cellytan. Det är därför rimligt att anta att volymförändringen sker med en hastighet som är proportionell mot cellytan. För enkelhetens skull antar vi att cellen helt består av vatten.
Att volymförändringen för en cell sker med en hastighet som är proportionell mot cellytan kan uttryckas med differentialekvationen
dV/dt = -k*A(t)
där A(t) är den funktion som beskriver cellytans area vid tiden t timmar.
a) För att lösa differentialekvationen behöver vi uttrycka A(t) i termer av V(t). Vi antar därför att det finns ett samband mellan area och volymen som beskrivs av ekvationen
A(t) = d*(V(t))^p
för någon proportionalitetskonstant d och något tal p. Visa med hjälp av ett exempel att vårt antagande är rimligt och undersök vad som skulle kunna vara ett rimligt värde på p. Ansätt också ett tänkbart värde på konstanten d och motivera ditt val.
b) Ta reda på vad som är en rimlig volym för en jästcell och lös differentialekvationen dV/dt = -k*A(t) givet att cellens volym minskar till en tredjedel på 6 timmar. Hur många timmar tar det enligt modellen innan cellen är helt uttorkad? (Om du ska lösa differentialekvationen algebraiskt behöver du ta reda på hur man löser separabla differentialekvationer.)
ooops: jag glömde k. ekvationen ser ut så här istället: v'=-4.84k*v^2/3
Vilket värde på d kom du fram till? Du kan inte stoppa in startvärdet v(0) i högerledet på diffekvationen. Först ska du lösa diffekvationen, sen kan du använda v(0) och v(6) för att bestämma k och integrationskonstanten.
Henrik Eriksson skrev :Vilket värde på d kom du fram till? Du kan inte stoppa in startvärdet v(0) i högerledet på diffekvationen. Först ska du lösa diffekvationen, sen kan du använda v(0) och v(6) för att bestämma k och integrationskonstanten.
jag har löst a) och kom fram till att d=4,84 och p=2/3. jag är säker på att p och d är rätt eftersom min lärare sa att de stämmer när han kollade facit men b) är ett problem.
Du har alltså diffekvationen V'/V^(2/3) =kd. Båda leden kan nu integreras.
Henrik Eriksson skrev :Du har alltså diffekvationen V'/V^(2/3) =kd. Båda leden kan nu integreras.
ja precis. problemet är att jag vet inte hur jag ska ta mig vidare. jag vet inte hur jag ska intergrera båda leden och få värde på k och c.
Tips: Vad får du om du deriverar V(t)^(1/3)? Integrera en konstant tror jag att du kan, så då kan du integrera båda leden.
Henrik Eriksson skrev:Du har alltså diffekvationen V'/V^(2/3) =kd. Båda leden kan nu integreras.
Hur kommer du fram till denna diffekv.?