برای حل این مسئله باید بدانیم که هر دفعه تقسیم زمان برابر با مدت زمان مورد نیاز برای دو برابر شدن جمعیت باکتریها است.
دادههای سوال:
- جمعیت باکتری ۳۲ برابر شده است.
- مدت زمان کلی ۱ ساعت و ۴۰ دقیقه است.
ابتدا مدت زمان کل را به دقیقه تبدیل میکنیم:
\[ 1 \text{ ساعت} = 60 \text{ دقیقه} \]
\[ 40 \text{ دقیقه} \]
بنابراین کل زمان برابر است با:
\[ 60 + 40 = 100 \text{ دقیقه} \]
حال باید بدانیم که ۳۲ برابر شدن به معنای چند بار دو برابر شدن باکتری است.
هر دو برابر شدن، یک مرحله از رشد است:
\[ 2^n = 32 \]
با حل این معادله:
\[ 2^n = 32 \]
\[ 32 = 2^5 \]
بنابراین، \( n = 5 \) است. یعنی ۵ بار تقسیم شده است تا جمعیت ۳۲ برابر گردد.
مدت زمان هر تقسیم برابر است با:
\[ \frac{100 \text{ دقیقه}}{5} = 20 \text{ دقیقه} \]
پس جمعیت باکتری هر ۲۰ دقیقه یکبار تقسیم میشود. گزینه صحیح ۲۴ است.