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Aufgabe:

Zeigen Sie, dass h'(t) = F(h(t))h(t), wobei F(h) = F(h(t)) = α ln (k/h(t))

die Vermehrungsrate beschreibt.

Ich lade die Aufgabe ganze Aufgabe als Datei hoch, da es so übersichtlicher ist, als würde ich hier alles schreiben.

Die Teilaufgabe (i) habe ich hinbekommen, bei (ii) komme ich aber nicht weiter. Ich habe die Ableitung gebildet (hoffentlich richtig), und lade den Ansatz dazu auch noch hoch. Vermutlich habe ich aber falsch abgeleitet, oder mir fehlen die Kenntnisse, um die Ableitung so umzuformen, dass sie das gleiche aussagt, wie F(h(t))h(t).

IMG-0205.jpg

Text erkannt:

Aufgabe 3. Mit der Gompertz-Funktion
\( h(t)=k e^{\ln \left(\frac{h_{0}}{k}\right) e^{-\alpha t}} \)
lässt sich näherungsweise die Größe \( h(t) \) eines Tumors in Abhängigkeit von der Zeit \( t \) darstellen. Hierbei ist \( \alpha \) eine positive Konstante, \( h_{0} \) die Größe des Tumors zu Beobachtungsbeginn \( (t=0) \) und \( k \) die Sättigungsgrenze, d. h. die maximale Größe, die der Tumor aufgrund der vorhandenen Gegebenheiten erreichen kann.
(i) Bestimmen Sie \( \lim \limits_{t \rightarrow \infty} h(t) \).
(ii) Zeigen Sie, dass \( h^{\prime}(t)=F(h(t)) h(t) \), wobei
\( F(h)=F(h(t))=\alpha \ln \left(\frac{k}{h(t)}\right) \)
die Vermehrungsrate beschreibt.
(iii) Bestimmen Sie \( \lim \limits_{h \rightarrow 0^{+}} F(h) \) und interpretieren Sie das Ergebnis.

IMG-0204.jpg

Text erkannt:

(ii) Zeigen Sie, dass \( h^{\prime}(t)=F(h(t)) h(t) \), wobei
\( F(h)=F(h(t))=\alpha \ln \left(\frac{k}{h(t)}\right) \)
\( h(t)=k e^{\ln \left(\frac{h_{0}}{k}\right) e^{-\alpha t}} \)
die Vermehrungsrate beschreibt.

Avatar von
die Ableitung so umzuformen, dass sie das gleiche aussagt, wie F(h(t))h(t).

Mache es doch umgekehrt: Berechen \(\ln(k/h(t))\) und vergleiche.

Vielen Dank, das hat mir schonmal sehr geholfen.

Allerdings stimmt es nun bis auf ein Vorzeichen überein.

Bei der Ableitung hab ich ein negatives Alpha und bei F(h(t)) ein positives.

Wo liegt mein Fehler?IMG_2319DF58B99D-1.jpeg

Text erkannt:

(ii) Zeigen Sie, dass \( h^{\prime}(t)=F(h(t)) h(t) \), wobei
\( F(h)=F(h(t))=\alpha \ln \left(\frac{k}{h(t)}\right) \)
\( h(t)=k e^{\ln \left(\frac{h_{0}}{k}\right) e^{-\alpha t}} \)
die Vermehrungsrate beschreibt.

Du hast das 2. Minuszeichen nicht:

-ln(h(t))= - ln(k)  - ln(,,,)

Ah, vielen Dank!

Ich bin mir beim nächsten Aufgabenteil auch nicht wirklich sicher.

Vor allem die Interpretation fällt mir schwer, denn mein Ergebnis (F(h) geht gegen unendlich) macht doch nicht wirklich Sinn, oder? Wenn die Größe des Tumors (h(t)) gegen 0 geht, sollte die Vermehrungsrate (F(h)) doch nicht gegen unendlich gehen?

Hier mein Ansatz:

IMG_94530BFBBD35-1.jpeg

Text erkannt:

(iii) Bestimmen Sie \( \lim \limits_{h \rightarrow 0^{+}} F(h) \) und interpretieren Sie das Ergebnis.
\( F(h)=F(h(t))=\alpha \ln \left(\frac{k}{h(t)}\right) \)
\( \lim \limits_{h \rightarrow 0^{+}} \propto \ln \left(\frac{k}{h(t)}\right)=\alpha \ln \left(\frac{k}{0}\right) \rightarrow \infty \)

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