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destruction de cellules bactériennes

Posté par
benney
19-10-09 à 21:45

bonjour

un exercice que je ne sais pas par où aborder, c'est la première fois que je poste sur ce site  

les parties A et B peuvent être traitées de façon indépendantes

la destruction de cellules bactériennes par la chaleur peut être mise en évidence en chauffant à une température donnée, pendant des durées variables, une suspension de telles cellules et en dénombrant les survivantes
on désigne par N(t) le nombre de survivantes à l'instant t ( expimé en minutes)
on admet que N est une solution sur [O,+[ de l'équation différentielle (E) : x'(t)= ax(t) où a est une constante qui dépend de la température du chauffage.
Partie A
1. Résoudre l'équation différentielle (E)
2. Précisez la solution N(t) de (E) vérifant les conditions suivantes : N(0)= 10 puis5 et N(60)=5000

Partie B
On suppose désormais que pour t appartenant à l'intervalle [0,+[ N(t)= 10 puis 5 e -0.05t
on note (C) la courbe representative de la fonction N dans le plan rapporté à un repère orthogonal avec pour unités graphiques :
1 cm pour 10 minutes sur l'axe des abcisses et 2 cm pour 10 puiss 4 survivantes sur l'axe des ordonnées
1. calculer la limite de N(t) quand t tend vers +
2. étudier le sens de variation de N et construire son tableau de variation
3 reproduire et compléter le tableau de valeurs suivant

t      0    15    30   45   60   75   90   120
N(t)

4; constuire (C) lorsque t varie de 0 à 120
5. déterminer par le calcul, au buot de combien de temps on peut estimer que le nombre de survivantes est égale au dixième de la population initiale.
Retrouvez graphiquement ce résultat

voilà

quelqu'un peut il m'aider à démarrer ?

merci de votre aide
benney

Posté par
mouni90
re : destruction de cellules bactériennes 20-10-09 à 13:28

Bonjour benney. c'est un exercice de maths non? Pour obtenir une réponse mieux vaut le poster sur ilemaths.net.

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 20-10-09 à 14:06

Bonjour,

Il est vrai que ce problème aurait aussi sa place sur l'île des mathématiques. C'est ainsi, certains problèmes ont leur place sur l'une ou l'autre des

Mais comme benney a déjà posté son problème sur l'île des maths et qu'il lui a été conseillé de venir sur cette île-ci, on va en rester là et faire le problème ici !
_________________

La partie A est l'application directe du cours sur les équations différentielles.

Que proposes-tu ? Tu ne prends pas grand risque si tu as bien lu l'énoncé en entier... et en particulier le début de la partie B

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 16:54

bonjour,

je reviens sur ce sujet que j'ai effectivement posté sur les 2 iles

pour la 1 je trouve que ce serait vraiement trop simple

ce serait

les solutions de l'équation differentielle (E) sont les fonctions fk définies par
fk(x) = k e ax

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 16:59

pour la 2

j'ajouterai

il existe une fonction unique telle que N(0)= 105
elle est telle que :
105d'où k = 105

est ce que c'est juste ?

merci de m'aider

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:06

Ce n'est pas fini.

Tu n'as pas utilisé la deuxième donnée : N(60) = 5 000

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:18

en effet

fk(60)= kea60=5000

or k=105

donc 105ea60=5000

ea60= 5000x 10-5

et là je bloque a =?

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:24

Comment trouves-tu la valeur de a telle que

e60a = 0,05 ?

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:30

justement c'est ça que je ne sais plus

il faut que je transforme 0.05 en exponentielle de quelque chose ?

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:32



60 a = Ln 0,05

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:35

Je crois que j'ai encore pas vu cela

je touve a = -0.0499

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:37

Logarithme népérien et exponentielle : au programme de maths de terminale ; mais tu ne l'as peut-être pas encore vu et tu en as déjà besoin en physique. Cela arrive !

Oui, a - 0,05

D'où la proposition de la deuxième partie !

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:42

ok
partie B  N(t)= 105e-0.05t
je calcule la lim N(t) quand t tend vers +

je dirais que cela donne 105

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:47



Il faut impérativement que tu jettes un coup d'œil dans ton livre de maths...

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:53

quand t tend vers +alos e-0.05t tend vers 0

donc lim N(t) tend vers 0 ???

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 18:57

Exact !

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:03

Ensuite pour etudier le sens de variation je calcule la dérivée de N(t)

or je sais que si f(x)= eu(x) alors f'(x)= u'(x)eu(x)

donc ma dérivée va être

-0.05e-0.05t

or comme une exponentielle est toujours strict positive, alors le signe de la dérivée est celui de -0.05 soit négatif

donc ma dérivée est négative et ma fonction est strict décroissante

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:05

Exact. Continue !

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:12

pour le tableau de variation ça va être simple puisque je sais que N(0) = 105 et que lim en +=0 et ma fonction est strictement décroissante

ensuite pour le tableau 3
je calcule les valeurs avec ma calculette, je trouve par exemple pour t=15 alors N(t) = 47 236.65 j'arrondis à 47237 et ainsi de suite

ensuite la courbe je la trace à votre avis sur papier ou avec un logiciel du type geogebra ? J'hésite car on me donne des indications très précises pour le repère

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:14

pour la question 5

je dois à mon avis résoudre l'équation N(t)=1/10
est cela?

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:24

J'ai fait la courbe avec Sine qua non mais ses dimensions sont vraiment trop importantes pour le forum...

1/10 du nombre de départ, donc (1/10)1.105 = 1.104

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:36

Bien sur en t=0 n(t) =105

donc 1/10 de 105=104

105e-0.05t=104

donc e-0.05t=104/105

donc e-0.05t=1/10

donc je repasse par ln

-0.05t=ln1/10

t= 46.05

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:39

N'oublie pas l'unité (des minutes ici)

Posté par
benney
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:44

oui bien sur et il faut que je convertisse les 0.05 en secondes

merci beaucoup pour cette aide précieuse qui m'a permis d'aller jusqu'au bout

bonne soirée et peut ête à bienôt

benney

Posté par
Coll Moderateur
re : destruction de cellules bactériennes 26-10-09 à 19:46

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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