Exponentielles Wachstum und Bakterienwachstum
Beim Bakterienwachstum arbeiten wir mit Exponentialfunktionen der Form m(t) = m₀·a^t, wobei m₀ der Anfangsbestand und a der Wachstumsfaktor ist.
Wenn ein Bakterienstamm mit 50 Individuen täglich um 20% wächst, bedeutet das einen Wachstumsfaktor von 1,2. Die Funktion lautet also m(t) = 50·1,2^t. Nach einer Woche t=7 gibt es etwa 179 Bakterien.
Um den Zeitpunkt zu berechnen, wann ein bestimmter Bestand erreicht wird, stellst du eine Gleichung auf und löst nach t auf. Für 200 Bakterien: 200 = 50·1,2^t, was zu t ≈ 7,6 Tage führt.
Praktischer Tipp: Die Verdopplungszeit eines exponentiellen Wachstums kannst du mit der Gleichung 2·m₀ = m₀·a^t berechnen, was zu t = log₂(a) führt.
Wenn sich die Wachstumsbedingungen ändern, kannst du den neuen Wachstumsfaktor aus gegebenen Werten berechnen. Wenn aus 50 Bakterien nach 5 Tagen 80 werden, gilt 80 = 50·a^5, woraus sich a ≈ 1,1 ergibt.