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À la suite d'une intoxication alimentaire, on étudie l'élimination d'une toxine chez un cheval au cours du temps. À l'instant ini-tial, la concentration est de 30 mg/L. On sait que la concentration de la toxine dans le sang baisse de 4,5 % chaque jour. On note f(t) la concentration de la toxine en ug/L au bout de t jours.

1. Expliquer pourquoi on peut utiliser un modèle de décroissance exponentielle pour décrire l'évolution de la concentration.

2. Déterminer les valeurs de k et de a telles que f(t) = kx a' pourt ≥ 0.

3. Déterminer la concentration présente au bout de 12 h.

4. Déterminer le sens de variation de la fonction f.

5. Afficher la courbe représentative de la fonction f à l'aide de la calculatrice et déterminer au bout de combien de jours la concentration aura diminué de moitié.

6. On considère que la toxine ne représente plus un danger pour le cheval lorsque la concentration tombe en dessous de 15% de la concentration initiale. Déterminer au bout de combien de temps le cheval sera hors de danger.


Répondre :

1. On peut utiliser un modèle de décroissance exponentielle pour décrire l'évolution de la concentration de la toxine car la baisse de 4,5 % chaque jour est un pourcentage constant. Dans un modèle exponentiel, la quantité diminue ou augmente de manière proportionnelle à sa valeur actuelle.

2. Pour déterminer les valeurs de k et a, nous pouvons utiliser la formule f(t) = k * (1 - a)^t. Dans ce cas, k représente la concentration initiale de la toxine (30 mg/L) et a représente le pourcentage de baisse quotidienne (4,5 % converti en décimal, soit 0,045).

3. Pour déterminer la concentration au bout de 12 heures, nous pouvons utiliser la formule f(t) = k * (1 - a)^t. Comme 12 heures équivaut à 0,5 jour, nous pouvons calculer f(0,5) = 30 * (1 - 0,045)^0,5.

4. La fonction f(t) représente la concentration de la toxine en fonction du temps. Étant donné que le modèle est exponentiel, la fonction décroît de manière monotone, c'est-à-dire qu'elle diminue continuellement avec le temps.

5. Pour afficher la courbe représentative de la fonction f à l'aide d'une calculatrice, nous devons entrer l'équation f(t) = 30 * (1 - 0,045)^t et tracer le graphique correspondant. Pour déterminer au bout de combien de jours la concentration aura diminué de moitié, nous devons trouver le point où la concentration est égale à la moitié de la concentration initiale (15 mg/L) et lire la valeur correspondante de t sur l'axe des abscisses.

6. Pour déterminer au bout de combien de temps le cheval sera hors de danger, nous devons trouver le point où la concentration est inférieure à 15 % de la concentration initiale (4,5 mg/L) et lire la valeur correspondante de t sur l'axe des abscisses.