Решим задачи по порядку с подробными объяснениями.
Задача 1:
Условие: Масса радиоактивного изотопа уменьшается вдвое каждые 7 минут. Начальная масса 640 мг. Нужно найти массу через 42 минуты.
Решение:
Определим количество периодов радиационного распада за 42 минуты. Период полураспада — 7 минут.
[
\text{Количество периодов} = \frac{42}{7} = 6
]
Масса изотопа уменьшается вдвое с каждым периодом:
[
\text{Масса} = \text{Начальная масса} \times \left(\frac{1}{2}\right)^{\text{Количество периодов}} = 640 , \text{мг} \times \left(\frac{1}{2}\right)^6
]
Теперь рассчитываем:
[
\left(\frac{1}{2}\right)^6 = \frac{1}{64}
]
[
\text{Масса} = 640 \times \frac{1}{64} = 10 , \text{мг}
]
Ответ: Масса изотопа через 42 минуты составит 10 мг.
Задача 2:
Условие: Начальная масса колонии микроорганизмов 13 мг. Масса увеличивается в 3 раза каждые 30 минут. Найдите массу через 90 минут.
Решение:
Определим количество периодов увеличения массы. Один период составляет 30 минут:
[
\text{Количество периодов} = \frac{90}{30} = 3
]
Масса увеличивается в 3 раза с каждым периодом:
[
\text{Масса} = \text{Начальная масса} \times 3^{\text{Количество периодов}} = 13 , \text{мг} \times 3^3
]
Рассчитаем:
[
3^3 = 27
]
[
\text{Масса} = 13 \times 27 = 351 , \text{мг}
]
Ответ: Масса микроорганизмов через 90 минут составит 351 мг.
Задача 3:
Условие: Высота первого отскока мячика 360 см, высота каждого следующего отскока в 3 раза меньше. Нужно найти, после какого по счёту отскока высота станет меньше 15 см.
Решение:
Высота каждом следующем отскоке равна:
[
\text{Высота}_n = \frac{360}{3^{(n-1)}}
]
Мы ищем минимальное ( n ), при котором:
[
\frac{360}{3^{(n-1)}} < 15
]
Умножим обе стороны на ( 3^{(n-1)} ):
[
360 < 15 \times 3^{(n-1)}
]
[
3^{(n-1)} > \frac{360}{15} = 24
]
Найдем ( n ):
- ( 3^3 = 27 ) (это подходит)
- То есть ( n-1=3 \Rightarrow n = 4 )
Ответ: После четвёртого отскока высота станет меньше 15 см.
Задача 4:
Условие: Высота первого прыжка мячика 5,4 м, высота каждого следующего в 3 раза меньше. Нужно найти, при каком прыжке мячик не достигнет высоты 10 см.
Решение:
Высота каждого следующего прыжка:
[
\text{Высота}_n = \frac{5.4}{3^{(n-1)}}
]
Найдем ( n ):
[
\frac{5.4}{3^{(n-1)}} < 0.1 \quad \text{(10 см = 0.1 м)}
]
Умножим обе стороны на ( 3^{(n-1)} ):
[
5.4 < 0.1 \times 3^{(n-1)}
]
[
3^{(n-1)} > \frac{5.4}{0.1} = 54
]
Найдем ( n ):
- ( 3^3 = 27 ) (это маловато)
- ( 3^4 = 81 ) (это больше 54)
- Значит, ( n-1=4 \Rightarrow n = 5 )
Ответ: При пятом прыжке мячик впервые не достигнет высоты 10 см.