Exponential Growth Decay
1. السؤال 3:
أ. نعلم أن عدد سكان المدينة سنة 2020 هو 200000 نسمة، ومعدل الزيادة السنوي هو 1.2%.
دالة النمو الأسّي تأخذ الشكل $$P(t)=P_0(1+r)^t$$ حيث:
- $$P_0=200000$$ هي عدد السكان الابتدائي.
- $$r=0.012$$ معدل النمو السنوي.
- $$t$$ عدد السنوات منذ 2020.
إذن دالة عدد السكان هي:
$$P(t)=200000(1.012)^t$$
ب. لحساب عدد السكان عام 2030، نحسب $$t=2030-2020=10$$ سنوات.
نعوّض في الدالة:
$$P(10)=200000(1.012)^{10}$$
نحسب القيمة العددية:
$$P(10)=200000\times (1.012)^{10}\approx 200000\times 1.126825=225365$$ نسمة تقريباً.
2. السؤال 4:
الدالة المعطاة لقيمة السيارة بعد $$t$$ سنوات هي:
$$y=120000(0.84)^t$$ (بالريالات)
i. لإيجاد سعر السيارة بعد 5 سنوات، نعوّض $$t=5$$:
$$y(5)=120000(0.84)^5$$
نحسب القيمة:
$$y(5)=120000\times 0.418211328=50185.36$$ ريال تقريباً.
ii. معدل الاضمحلال النصف سنوي:
الدالة تعطي قيمة بعد أعوام كاملة، ونريد إيجاد معدل الاضمحلال لنصف السنة.
معنى ذلك: $$y=120000 \times (0.84)^t$$ حيث $$t$$ بالسنوات.
نعلم أن القيمة تنخفض بمقدار 0.84 بعد سنة واحدة، ونريد إيجاد $$r$$ بحيث:
$$ (1-r)^2 = 0.84 $$ لأن نصف سنة مضاعفتين يعطي سنة.
نأخذ الجذر التربيعي:
$$ 1-r = \sqrt{0.84} \approx 0.9165 $$
إذن:
$$ r = 1 - 0.9165 = 0.0835 $$ أي أن معدل الاضمحلال نصف سنوي هو تقريباً 8.35%.
3. السؤال 5:
i. عدد السكان الابتدائي هو 6000، ومعدل النمو السنوي 2.1% = 0.021
إذن دالة النمو هي:
$$ P(t) = 6000 (1.021)^t $$ حيث $$t$$ بعدد السنوات.
ii. لإيجاد معدل النمو الشهري، نفترض أن النمو المستمر متساوي كل شهر.
كل سنة 12 شهر.
نريد $$r_m$$ بحيث:
$$ (1 + r_m)^{12} = 1.021 $$
نأخذ الجذر 12:
$$ 1 + r_m = (1.021)^{\frac{1}{12}} \approx 1.00173 $$
إذن:
$$ r_m = 0.00173 $$ أو 0.173% شهرياً.
النتائج النهائية:
- دالة النمو للسؤال 3: $$P(t)=200000(1.012)^t$$
- عدد السكان عام 2030: $$225365$$
- سعر السيارة بعد 5 سنوات: $$50185.36$$
- معدل الاضمحلال نصف سنوي: $$8.35\%$$
- دالة النمو للسؤال 5: $$P(t)=6000(1.021)^t$$
- معدل النمو الشهري للسؤال 5: $$0.173\%$$