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Exercice exponentiel

Posté par
Robertdu77
03-05-20 à 21:33

Bonjour, j'ai besoin de votre aide pour l'exercice suivant:
- Mr Triboullard qui est scientifique étudie au cours d'une période chronologique une population de noyaux radioactifs de carbone 14. Pour cela il sait à un instant t= 0 que la population est composée de N0 noyaux radioactifs de carbone 14, Mr Triboullard modélise donc le nombre de noyaux radioactifs de carbone 14 à cette instant t (qu'il exprime en milliers d'années) par la fonction N définie sur l'intervalle [0;+oo[ par N(t)=N0e-0,121t

Questions:
1) Aidez Mr Triboullard en étudiant les variations de la fonction N sur l'intervalle [0;+oo[
2) Notre scientifique admet qu'on appelle demie-vie du carbone 14 le temps T au bout duquel la population de noyaux radioactifs a diminué de moitié. Justifiez que e-0,121T=1/2
3) Mr Triboullard vous demande ici de déterminer avec l'aide de la calculatrice un arrondi au millième de la demie-vie T du carbone 14. Faites le.
4) Le scientifique trouve N(2T)= N0/4, démontrez ce calcul
5) Essayez de déduire au bout de combien de temps le nombre de noyaux radioactifs de carbone 14 n'est plus égal qu'à 1/4 de sa valeur initiale

Mes réponses

1)  Je déduis que nous faisons face ici à une fonction exponentielle, donc N(t) sera toujours positif, cependant cette dernière a un exposant (-0,121 t) négatif, elle est donc décroissante mais N(t) sera toujours positif sur [0;+oo[ .
J'ai donc fait un tableau où N'(t) est négatif et N décroisante sur [0;+oo[

2) Alors ici je suis perdu mais j'ai essayé:
Si on a e-0,121T=1/2
donc 2e-0,121T= 1/2/2
donc 2e-0,121T = 1
Ici on sait que 1 représente l'instant t=0 mais aussi N0.
Donc 2e-0,121T=N0/2/2
Donc 2e-0121T=N0
Donc e-0,121T=N0/2
Donc e-0,121T = 1/2

3) À l'aide de la calculatrice je détermine que t=6 correspond un peu près à la demi-vie T du carbone 14 où e-0,121*6~ 0,483 (Je sais pas si 0,483 correspond au nombre d'années...)

4) Je suis perdu aussi ici mais j'ai essayé :
Donc on sait que 2e-0,121T=1/2/2 =N0/2/2 donc:
2e-0,121 T= N0
Donc e-0,121T = N0/2
Donc e-0,121T= N0/ : 2 =N0/4....

5) Je déduis qu'à t=12 on a 1/4 de la valeur initiale où e-0121*12~ 0,2341 ‘'années''...

Merci si vous corrigez mes réponses

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 21:35

Salut,

Question 1 : c'est du "bavardage" ...
Tu dis que "N'(t) est négatif" : tu ne l'as pas calculée !
Donc : calcul de n'(t) , signe de N'(t)et variations de N

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 21:37

2 : Bien essayé, mais tu démarres mal.
on appelle demie-vie du carbone 14 le temps T au bout duquel la population de noyaux radioactifs a diminué de moitié : donc T tel que N(T) = 1/2*N0 : pars de ça ...

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 21:38

3 : e-0,121T = 1/2 est une équation à résoudre proprement ! (penses au logarithme)

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 21:39

4 et 5 : on verra après  

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 21:43

J'arrête là pour ce soir, je repasse ici demain matin  

Posté par
co11
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 22:23

Bonsoir
1) Je vois pourquoi, Yzz parle de "bavardage".
Il faudra faire un choix :  tu peux parler d'exposant négatif, il est sans doute question de fonction composée .... à expliquer. Ou alors, signe de la dérivée ( qui est égale à ? ).
Que N(t) > 0 , oui  et alors ?

Posté par
co11
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 22:31

2) Relis le message de yzz à 21h37

3) Là Yzz, il semble que l'énoncé demande une utilisation de la calculatrice et non la fonction ln
Je regarde plus précisément ...

Posté par
co11
re : Exercice exponentiel 03-05-20 à 23:21

Toujours à propos de 3)

Citation :
3) À l'aide de la calculatrice je détermine que t=6 correspond un peu près à la demi-vie T du carbone 14 où e-0,121*6~ 0,483 (Je sais pas si 0,483 correspond au nombre d'années...)

Relis bien ce que tu as écrit et tu verras que 0,483 ne peut être un nombre d'années

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 04-05-20 à 05:58

Salut co11  

Citation :
3) Là Yzz, il semble que l'énoncé demande une utilisation de la calculatrice et non la fonction ln
Oui bien sûr, je me suis laissé emporter par mon élan.
La fonction ln ne se verra qu'en terminale, donc une table de valeurs à la calculatrice suffira en première !

Posté par
Robertdu77
re : Exercice exponentiel 04-05-20 à 11:40

Bonjour merci pour vos réponses j'ai refait l'exercice en entier:

1) N(t)= e-0,121t, donc N'(t) = -0,121e-0,121t.
Donc N'(t) est négatif, nous pouvons donc dire que N(t) est décroissant sur [0:+oo[

2) Donc ici on a N(T)= 1/2*N0
Mais on sait que N(T)=N0e-0,121t, donc on a:
N0e-0,121T=1/2*N0
On enlève *N0* de chaque côté et on se retrouve avec e-0,121T=1/2

3) En effet j'avais pas vu que t= milliers d'années. Je trouve une valeur précise de t= 5,73 (Je savais pas si t=6 suffisait..)
Donc 5,73*1000= 5730 années

4) Si T= 1/2
Alors je suppose 2T=1/2*1/2=1/4vie
Donc N(2T)= 1/4*N0
Donc N(2T)= N0/4

5) Dans une valeur très précise de t je trouve 11,46 où 11460 années ~ 1/4 de vie.

Merci si vous me corrigez à nouveau

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 04-05-20 à 12:05

Ok pour 1; 2 et 3 (mais ne dis pas "On enlève N0" , plutôt : on divise par  N0 ).

Pour le 4 : "Si T= 1/2 " : pas du tout ! T n'est pas égal à 1/2, mais e-0,121T=1/2.
Tu dois calculer N(2T) !
Avec N(t)=N0e-0,121t , cela donne : N(2T)=N0e-0,1212T = ...

Posté par
Robertdu77
re : Exercice exponentiel 05-05-20 à 11:09

Bonjour merci pour votre réponse et désolé de répondre que maintenant. Voici ce que j'ai fait pour la 4):
N(2T)= N0e-0,121*2T
Donc N(2T)= N0e-0,242 T
On sait que e-0,121T=1/2
Donc e-0,242T= 1/4

Donc N(2T)= N0* 1/4
Donc N(2T) = N0/4

C'est correct ?
Merci pour votre aide

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 05-05-20 à 12:05

Un passage à expliquer :

Robertdu77 @ 05-05-2020 à 11:09

On sait que e-0,121T=1/2
Donc e-0,242T= 1/4
Et c'est loin d'être simple !!!

Bon allez, cadeau :

N(2T)= N0e-0,121*2T = N(2T)= N0e(-0,121T)*2 = N0(e-0,121T
Or e-0,121T=1/2  donc  N(2T) = N0(e-0,121T)² = N0(1/2)² = N0 * 1/4

Posté par
Robertdu77
re : Exercice exponentiel 05-05-20 à 12:41

Bonjour merci pour votre aide , j'avais oublié la propriété (ex)n= ex*n ...
Merci pour tout

Posté par
Yzz
re : Exercice exponentiel 05-05-20 à 14:32

De rien    



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