Logistisk vekstmodell batteriteknologi
Teknologiselskapet PowBat skal lansere en ny batteriteknologi i en by med 3 millioner husstander. PowBat regner med at antallet husstander som har batteriet \(t\) uker etter lanseringen, vil følge modellen \(S\) gitt ved
- Hvor lang tid vil det ta før halvparten av husstandene i byen har batteriet, ifølge modellen?
- Bestem \(S'(52)\). Gi en praktisk tolkning av svaret.
Det viser seg at konkurrenten BA3 planlegger å lansere et batteri med tilsvarende teknologi samtidig. Dette vil påvirke salget til PowBat.
Etter å ha hørt om planene til BA3 antar PowBat at
- de totalt vil få solgt batteriet sitt til 1,5 millioner husstander
- 500 husstander har batteriet når det lanseres
- flest nye husstander kjøper batteriet i uke 60
- Bruk antakelsene ovenfor til å finne en ny logistisk modell \(F\) for antallet husstander som har batteriet etter \(t\) uker.
a) \(\underline{\underline{t \approx 102{,}87 \text{ uker}}}\)
b) \(\underline{\underline{S'(52) \approx 4873}}\) husstander per uke. Omtrent ett år etter lansering øker antallet husstander med batteriet med ca. 4873 per uke.
c) \(\underline{\underline{F(t) = \dfrac{1\ 500\ 000}{1 + 2999 \cdot e^{-0{,}1334t}}}}\)
Vi bruker GeoGebra CAS (numerisk modus) til å løse alle tre deloppgavene i én sesjon.

a
Halvparten av husstandene i byen er \(\tfrac{3\ 000\ 000}{2} = 1\ 500\ 000\). Vi skal finne \(t\) slik at \(S(t) = 1\ 500\ 000\).
Vi definerer \(S\) og løser likningen i CAS:
Vi kan også løse for hånd for å bekrefte:
Det vil ta omtrent \(\underline{\underline{102{,}87 \text{ uker}}}\) før halvparten av husstandene i byen har batteriet.
b
Vi beregner den deriverte i \(t = 52\) i CAS:
Til kontroll: \(S(52) \approx 62\ 470\) husstander.
\(\underline{\underline{S'(52) \approx 4873}}\) husstander per uke.
Praktisk tolkning: Omtrent 52 uker (ett år) etter lansering øker antallet husstander som har batteriet, med ca. 4873 per uke.
c
Vi skal finne en logistisk modell \(F(t) = \dfrac{B}{1 + A \cdot e^{-rt}}\) basert på tre antakelser:
- Bæreevne: \(B = 1\ 500\ 000\)
- \(F(0) = 500\)
- Vendepunktet (flest nye husstander per uke) er ved \(t = 60\)
Bestem \(A\): Vendepunktet for en logistisk funksjon ligger når \(F(t) = \tfrac{B}{2}\), og ved vendepunktet er \(t_v = \dfrac{\ln A}{r}\). Fra \(F(0) = 500\):
Bestem \(r\): Vendepunktet er ved \(t = 60\):
Vi bekrefter i CAS at \(F(0) = 500\) og at vendepunktet er \((60,\; 750\ 000)\).