Bài tập số 4, trang 47 SGK Toán 11 Tập 2 (Cánh Diều), là bài toán ứng dụng thực tế của hàm số mũ để mô hình hóa sự tăng trưởng dân số. Công thức $\mathbf{S = A \cdot e^{rt}}$ mô tả dân số $S$ sau thời gian $t$, với $A$ là dân số ban đầu và $r$ là tỉ lệ tăng trưởng liên tục.
Ta coi năm lấy làm mốc để tính dân số của một vùng (hoặc một quốc gia) là năm 0. Khi đó, dân số của quốc gia đó ở năm thứ t là hàm số theo biến t được cho bởi công thức: S = A.ert, trong đó A là dân số của vùng (hoặc quốc gia) đó ở năm 0 và r là tỉ lệ tăng dân số hằng năm (Nguồn: Giải tích 12, NXBGD Việt Nam, 2021).
Biết rằng dân số Việt Nam năm 2021 ước tính là 98 564 407 người và tỉ lệ tăng dân số 0,93%/năm (Nguồn: https:// danso.org/viet–nam).
Giả sử tỉ lệ tăng dân số hằng năm là như nhau tính từ năm 2021, nêu dự đoán dân số Việt Nam năm 2030 (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
Xác định Tham số:
$A = 98\,564\,407$ (dân số mốc 2021).
$r = 0,93\% = 0,0093$ (tỉ lệ tăng trưởng).
$t = 2030 - 2021 = 9$ (năm).
Tính toán: Thay các giá trị vào công thức $S = A \cdot e^{rt}$.
Làm tròn: Làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị (số nguyên người).
Ta có: S = A . ert
Trong đó:
⦁ S là dân số của Việt Nam năm 2030 (cần dự đoán);
⦁ A là dân số của Việt Nam năm 2021, A = 98564407 người;
⦁ r là tỉ lệ tăng dân số hàng năm, r = 0,93%;
⦁ t là số năm từ năm 2021 đến năm 2030, tức là t = 2030 – 2021 = 9 năm.
Thay các giá trị vào công thức, ta có:
S = 98 564 407 . e0,93%.9 = 98 564 407 . e0,0837 ≈ 107 169 341 (người).
Vậy dự đoán dân số Việt Nam năm 2030 là khoảng 107 169 341 người.
Dự đoán dân số Việt Nam năm 2030 được tính toán bằng mô hình tăng trưởng liên tục. Với dân số mốc $98,56$ triệu người và tỉ lệ tăng $0,93\%/\text{năm}$, công thức $S = 98\,564\,407 \cdot e^{0,0093 \cdot 9}$ cho thấy dân số Việt Nam vào năm 2030 sẽ đạt khoảng $107\,169\,341$ người.
• Xem thêm:
Bài 1 trang 47 Toán 11 tập 2 Cánh Diều: Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị hàm số: a) y = 4x...
Bài 2 trang 47 Toán 11 tập 2 Cánh Diều: Tìm tập xác định của các hàm số: a) y = 12x;...