Enunciado
Cálculo - Cálculo - 12ª Edição - Maurice D. Weir e Joel Hass (George B. Thomas)- Ed: 12º - Capítulo 1.5 - Ex. 36
Suponha que, em um dado ano, o número de casos de uma doença seja reduzido em . Se existem 10.000 casos hoje, quantos anos serão necessários para:
a) Reduzir o número de casos para 1000?
b) Erradicar a doença; isto é, reduzir o número de casos para menos de 1?
Passo 1
Conforme discutido na seção 5 do George, para resolvermos problemas de crescimento temos que utilizar a equação que descreve o comportamento desse crescimento, galera. A função comentada é do tipo:
No qual e são duas constantes. Para termos uma função completa, devemos descobrir os valores dessas duas constantes, que é o que faremos, ok? Então bora que bora!
Passo 2
a) Antes de resolvermos, devemos encontrar as constantes utilizando os pontos dados pela questão, tranquilo? Vale ressaltar também que é exatamente o número de casos da doença. A questão nos diz que inicialmente existem casos, certo? Sendo assim, para . Substituindo os valores na equação, teremos:
Ok, encontramos nossa primeira constante. Show!
Passo 3
Agora temos que nos atentar a uma interpretação, ok? O enunciado diz que quando se passarem o valor de será reduzido em . A taxa de redução anual no número de casos da doença é de , o que implica que a cada ano um novo valor de casos será reduzido em 20% novamente até erradicarem a doença. Sendo assim, temos:
Depois de um ano o número de casos da doença será reduzido para , certo? Sendo assim, o ponto que nos é dado é que para . Substituindo os pontos na função, teremos:
Aplicando em ambos os lados da equação, teremos o seguinte:
Para o lado direito devemos lembrar da seguinte regrinha que diz que:
Logo:
Como , então:
Passo 4
Agora que descobrimos os valores de e , temos que a função completa será:
E agora conseguimos descobrir quantos casos existirão para QUALQUER intervalo de tempo! Para reduzir os casos para 1.000, o tempo necessário será:
Aplicando em ambos os lados, assim como fizemos no passo anterior:
Passo 5
b) Para reduzir os casos para 1, o tempo necessário será:
Aplicando em ambos os lados, assim como fizemos no passo anterior:
E está aí nossa resolução, galera! 😉
Resposta
a)
b)