Bir bakteri populasyonu her saat başı 3 katına çıkmaktadır. Başlangıçta 25 bakteri bulunan bir kültürde bakteri sayısının 6075'e ulaşması için geçen süreyi veren denklem aşağıdakilerden hangisidir?
A) \( 25 \times 3^t = 6075 \)Bu soruda, bir bakteri popülasyonunun zamanla nasıl büyüdüğünü ifade eden denklemi bulmamız isteniyor. Bakteri popülasyonları genellikle üstel (eksponansiyel) bir şekilde büyürler. Hadi adım adım bu denklemi nasıl kuracağımızı inceleyelim:
Başlangıçtaki bakteri sayısı (ilk miktar) $25$ bakteridir.
Bakteri popülasyonu her saat başı $3$ katına çıkıyor. Bu, büyüme faktörümüzdür.
Ulaşmak istediğimiz bakteri sayısı (son miktar) $6075$ bakteridir.
Aradığımız şey ise bu sayıya ulaşmak için geçen süredir. Bu süreyi genellikle '$t$' ile gösteririz.
Üstel büyüme, bir miktarın belirli bir zaman aralığında sabit bir oranla (katıyla) artması durumudur. Genel formülü şöyledir:
$P(t) = P_0 \times r^t$
Burada:
$P(t)$ = Belirli bir $t$ anındaki miktar (son miktar)
$P_0$ = Başlangıçtaki miktar (ilk miktar)
$r$ = Büyüme faktörü (her zaman aralığında kaç katına çıktığı)
$t$ = Geçen zaman
Şimdi sorudaki bilgileri üstel büyüme formülümüze yerleştirelim:
$P_0$ (Başlangıçtaki bakteri sayısı) = $25$
$r$ (Büyüme faktörü) = $3$ (çünkü her saat $3$ katına çıkıyor)
$P(t)$ (Ulaşmak istediğimiz bakteri sayısı) = $6075$
$t$ (Geçen süre) = Bilinmeyenimiz
Bu değerleri formülde yerine koyduğumuzda şu denklemi elde ederiz:
$6075 = 25 \times 3^t$
Veya daha yaygın yazılışıyla:
$25 \times 3^t = 6075$
Elde ettiğimiz denklemi seçeneklerle karşılaştıralım:
A) $25 \times 3^t = 6075$ - Bu, bizim bulduğumuz denklemle tamamen aynıdır.
B) $25 \times t^3 = 6075$ - Burada $t$ üs yerine taban olarak kullanılmış, bu yanlış bir gösterimdir. Büyüme faktörü $3$ sabittir, zaman $t$ ise üs konumundadır.
C) $3 \times 25^t = 6075$ - Bu denklemde başlangıç miktarı $3$, büyüme faktörü ise $25$ olarak alınmış. Bu da sorudaki bilgilere uymuyor.
D) $25 + 3t = 6075$ - Bu denklem doğrusal bir büyümeyi ifade ederdi (her saat $3$ bakteri eklenmesi gibi), oysa bizim durumumuzda bakteri sayısı her saat $3$ katına çıkıyor, yani üstel bir büyüme söz konusu.
Gördüğünüz gibi, doğru denklem başlangıç miktarını, büyüme faktörünü ve zamanı doğru bir şekilde ilişkilendiriyor.
Cevap A seçeneğidir.