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En una investigación de laboratorio se comprobr' que "t" minutos después de introducir un bactericida en un cultivo de bacterias, el número de bacterias sobrevivientes está dado por la expresión \[ N(t)=\frac{3200}{1+t^{2}}+400 \] ¿Cuántas bacterias se tenian inicialmente en el cultivo? ¿Qué tiempo debe transcurrir para que el número de bacterias sea inferior a 800 ?

Ask by Hill Johnson. in Colombia
Mar 11,2025

Upstudy AI Solution

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Answer

Inicialmente había 3600 bacterias. El número de bacterias será inferior a 800 después de más de 2.65 minutos.

Solution

1. Para encontrar el número inicial de bacterias, evaluamos la función en \( t=0 \): \[ N(0)=\frac{3200}{1+0^2}+400=\frac{3200}{1}+400=3200+400=3600. \] Por lo tanto, inicialmente había 3600 bacterias. 2. Para determinar el tiempo \( t \) para que el número de bacterias sea inferior a 800, planteamos la inecuación: \[ \frac{3200}{1+t^2}+400<800. \] Restamos 400 a ambos lados: \[ \frac{3200}{1+t^2}<400. \] Multiplicamos ambos lados por \( 1+t^2 \) (nuevo factor positivo para \( t^2+1>0 \)): \[ 3200 < 400(1+t^2). \] Dividimos ambos lados entre 400: \[ 8 < 1+t^2. \] Restamos 1: \[ t^2 > 7. \] Como \( t \) representa un tiempo y debe ser no negativo, tomamos la raíz cuadrada: \[ t>\sqrt{7}. \] Aproximadamente, \(\sqrt{7}\approx 2.65\). Por lo tanto, el número de bacterias será inferior a 800 minutos después de introducir el bactericida si han transcurrido más de aproximadamente \( 2.65 \) minutos.

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Bonus Knowledge

Para determinar cuántas bacterias había inicialmente en el cultivo, evaluamos la función \( N(t) \) en \( t = 0 \): \[ N(0) = \frac{3200}{1+0^{2}} + 400 = \frac{3200}{1} + 400 = 3200 + 400 = 3600 \] Por lo tanto, se tenían inicialmente 3600 bacterias en el cultivo. Ahora, queremos encontrar el tiempo \( t \) en el cual el número de bacterias se vuelve inferior a 800: \[ N(t) < 800 \Rightarrow \frac{3200}{1+t^{2}} + 400 < 800 \] Restamos 400 de ambos lados: \[ \frac{3200}{1+t^{2}} < 400 \] Multiplicamos ambos lados por \( 1+t^{2} \) (notando que es positivo): \[ 3200 < 400(1+t^{2}) \Rightarrow 3200 < 400 + 400t^{2} \] Restamos 400 de ambos lados: \[ 2800 < 400t^{2} \] Dividimos entre 400: \[ 7 < t^{2} \] Ahora tomamos la raíz cuadrada: \[ t > \sqrt{7} \approx 2.645 \] Por lo tanto, debe transcurrir aproximadamente 2.645 minutos para que el número de bacterias sea inferior a 800.

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