Для решения задачи мы будем использовать свойства геометрической прогрессии.
Шаг 1: Определение начальных условий
У нас есть:
- Начальная масса колонии микроорганизмов \( m_0 = 7 \) мг.
- Масса колонии увеличивается в 4 раза каждые 45 минут. Это означает, что через каждые 45 минут масса умножается на 4.
Шаг 2: Определение времени наблюдения
Нам необходимо найти массу колонии через 180 минут. Сначала определим, сколько полных 45 минут помещается в 180 минут:
\[ \text{Количество интервалов} = \frac{180 \text{ минут}}{45 \text{ минут}} = 4 \]
То есть, через 180 минут прошло 4 интервала по 45 минут.
Шаг 3: Формула геометрической прогрессии
Общая формула для массовой колонии через \( n \) интервалов выглядит следующим образом:
\[ m_n = m_0 \cdot r^n \]
где:
- \( m_n \) — масса колонии через \( n \) интервалов,
- \( m_0 \) — начальная масса колонии,
- \( r \) — коэффициент увеличения (в нашем случае \( r = 4 \)),
- \( n \) — количество интервалов (в нашем случае \( n = 4 \)).
Шаг 4: Подстановка значений
Подставим известные значения в формулу:
\[ m_4 = 7 \, \text{мг} \cdot 4^4 \]
Шаг 5: Вычисление
Теперь вычислим \( 4^4 \):
\[ 4^4 = 4 \cdot 4 \cdot 4 \cdot 4 = 16 \cdot 16 = 256 \]
Теперь подставим это значение обратно в формулу:
\[ m_4 = 7 \, \text{мг} \cdot 256 \]
Теперь умножим:
\[ m_4 = 1792 \, \text{мг} \]
Ответ
Масса колонии микроорганизмов через 180 минут после начала эксперимента составит 1792 мг.