Η μεγάλη βασιλική λίμνη είχε επιτέλους κατασκευαστεί και γεμίσει με νερό. Έλειπε μόνο η τελευταία πινελιά: τα επιπλέοντα νούφαρα.
Υπήρχε όμως ένα πρόβλημα. Απέμεναν μόλις 17 ημέρες μέχρι την ορκωμοσία.
Το αγαπημένο είδος της βασίλισσας ήταν ένα εξαιρετικά γρήγορα αναπτυσσόμενο νούφαρο. Η επιφάνεια που κάλυπτε διπλασιαζόταν κάθε 24 ώρες.
Οι κηπουροί είχαν υπολογίσει ότι, αν ξεκινούσαν με ένα μόνο νούφαρο, θα χρειάζονταν ακριβώς 4 εβδομάδες για να καλυφθεί ολόκληρη η λίμνη.
Ευτυχώς, όμως, οι κηπουροί δεν είχαν ένα νούφαρο.
Είχαν 1000!
Θα προλάβουν τα 1000 νούφαρα να καλύψουν ολόκληρη τη βασιλική λίμνη μέσα στις 17 ημέρες;
Προσέξτε: το πρόβλημα δεν περιγράφει γραμμική ανάπτυξη.
Η καλυμμένη επιφάνεια διπλασιάζεται κάθε ημέρα. Άρα έχουμε ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα εκθετικής αύξησης.
💡 Εμφάνιση υπόδειξης
Σκεφτείτε πρώτα το πρόβλημα ανάποδα.
Αν ένα νούφαρο καλύπτει ολόκληρη τη λίμνη την 28η ημέρα, τότε πόσο μέρος της λίμνης καλύπτει:
Κάθε φορά που πηγαίνετε μία ημέρα προς τα πίσω, η καλυμμένη επιφάνεια υποδιπλασιάζεται.
Τώρα παρατηρήστε ότι
Άρα το να ξεκινήσουμε με περίπου \(1000\) νούφαρα αντί για \(1\) ισοδυναμεί περίπου με το να έχουμε ήδη κερδίσει 10 ημέρες διπλασιασμού. Συγκρίνετε αυτό με τις 17 ημέρες που έχουμε στη διάθεσή μας.
Το «1000 φορές περισσότερα νούφαρα» δεν σημαίνει
«1000 φορές λιγότερος χρόνος».
Στην εκθετική αύξηση πρέπει να σκεφτόμαστε σε
διπλασιασμούς.
🌿 Θα είναι λοιπόν έτοιμη η λίμνη την ημέρα της ορκωμοσίας;

1 σχόλιο:
Όχι, τα 1.000 νούφαρα δεν θα προλάβουν να καλύψουν ολόκληρη τη βασιλική λίμνη μέσα σε 17 ημέρες, καθώς θα χρειαστούν ακριβώς 19 ημέρες
ΑπάντησηΔιαγραφή(ή πιο συγκεκριμένα, λίγο παραπάνω από 18 εικοσιτετράωρα).
Η Μαθηματική Εξήγηση:
Συνολικός χρόνος για 1 νούφαρο:
Οι 4 εβδομάδες ισούνται με 28 ημέρες. Αυτό σημαίνει ότι αν ξεκινήσουμε με 1 νούφαρο, η λίμνη θα καλυφθεί πλήρως την 28η ημέρα.
Ανάποδη μέτρηση (Διπλασιασμός):
Εφόσον η επιφάνεια διπλασιάζεται κάθε 24 ώρες, μπορούμε να υπολογίσουμε την κάλυψη πηγαίνοντας προς τα πίσω:
Την 28η ημέρα, η λίμνη είναι 100% γεμάτη (αντιστοιχεί σε 2²⁸ μονάδες επιφάνειας ενός νούφαρου).
Την 27η ημέρα, ήταν γεμάτη κατά το ήμισυ (αντιστοιχεί σε 2 νούφαρα).
Την 26η ημέρα, αντιστοιχεί σε 4 νούφαρα.
Γενικότερα, η χωρητικότητα της λίμνης ισούται με την ανάπτυξη που θα είχαν 2^n νούφαρα σε 28 - n ημέρες.
Υπολογισμός για τα 1.000 νούφαρα:
Ψάχνουμε τη δύναμη του 2 που πλησιάζει περισσότερο αλλά δεν ξεπερνά το 1.000. Αυτή είναι το 2¹⁰ = 1.024. Αυτή ξεπερνάει το 1.000 κατά 24 νούφαρα.
Αν οι κηπουροί ξεκινούσαν με 1.024 νούφαρα, θα κέρδιζαν ακριβώς 10 ημέρες (αφού 2¹⁰=1.024). Έτσι, η λίμνη θα καλυπτόταν σε 28−10=𝟏𝟖 ημέρες.
Επειδή όμως έχουν 1.000 νούφαρα (δηλαδή, 24 λιγότερα από τα 1.024), η 18η ημέρα δεν θα είναι αρκετή για να καλυφθεί το 100% της λίμνης (θα έχει καλυφθεί περίπου το 95.4%).
Συνεπώς, η πλήρης κάλυψη της λίμνης θα ολοκληρωθεί μέσα στη 19η ημέρα, οπότε οι 17 ημέρες που απομένουν μέχρι την ορκωμοσία δεν επαρκούν.