대수지수와 로그수능 기출기본 문제 (3점 중반)

개체 수 로그 모델

문제

어느 지역에 서식하는 어떤 동물의 개체 수에 대한 변화를 조사한 결과, 지금으로부터 tt년 후에 이 동물의 개체 수를 NN이라 하면 등식 logN=k+tlog45\displaystyle \log N = k + t \log \frac{4}{5} (단, kk는 상수) 가 성립한다고 한다. 이 동물의 현재 개체 수가 50005000일 때, 개체 수가 처음으로 10001000보다 적어지는 때는 지금으로부터 nn년 후이다. 자연수 nn의 값은? (단, log2=0.3010\log 2 = 0.3010으로 계산한다.) [3점] 44668810101212

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해설

t=0t = 0일 때, 현재 개체 수가 50005000이므로 log5000=k+0log45\displaystyle \log 5000 = k + 0 \cdot \log \frac{4}{5} 가 성립한다. ∴ k=3+log5k = 3 + \log 5 nn년 후 개체 수 NN10001000보다 작을 때, logN=\log N =k+nlog45log1000\displaystyle k + n \log \frac{4}{5} \leq \log 1000에서 3+log5+nlog453\displaystyle 3 + \log 5 + n \log \frac{4}{5} \leq 3 log2=0.3010\log 2 = 0.3010이므로 log5=log102=1log2=0.699\displaystyle \log 5 = \log \frac{10}{2} = 1 - \log 2 = 0.699 log45=log810\displaystyle \log \frac{4}{5} = \log \frac{8}{10}=3log21= 3 \log 2 - 1=0.097= - 0.097 따라서 0.6990.097×n00.699 - 0.097 \times n \leq 0에서 n0.6990.097\displaystyle n \geq \frac{0.699}{0.097}=7.××××= 7. \times \times \times \times 따라서 구하는 자연수 nn의 최솟값은 88이다.

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