Suma+sigue

Modelos exponenciales en la vida real

Matemáticas · 3.º ESO · Proporcionalidad inversa y funciones exponenciales

La misma fórmula sirve para el dinero, las bacterias y los residuos radiactivos, porque en los tres casos lo que cambia es un porcentaje de lo que hay. Un solo modelo para media docena de asignaturas.

La misma fórmula para todo

valor final = valor inicial · (índice)periodos

Interés compuesto, poblaciones, depreciación, radioactividad, contagios: todo es la misma fórmula cambiando el nombre de las cosas.

SituaciónÍndicePeriodo
Interés compuesto al 4 %1,04año
Población que crece un 2 %1,02año
Coche que pierde el 15 %0,85año
Bacterias que se doblan2hora
Isótopo con vida media0,5vida media

El interés compuesto, otra vez

Ya salió en la unidad 3 y como progresión geométrica en la unidad 4. Ahora es una función:

C(t) = 1000 · 1,04t

Y como función se puede dibujar, y se ve por qué el dinero «se acelera»: la curva es cada vez más empinada.

Que un mismo modelo sirva para el dinero, las bacterias y los residuos radioactivos no es casualidad: en los tres casos el cambio es proporcional a lo que hay. Cuanto más dinero, más intereses; cuantas más bacterias, más nacimientos.

Contagios

Si cada persona contagia a 2 y hay un ciclo de contagio cada 4 días, en un mes (unos 7 ciclos) un solo caso se convierte en 27 = 128. Bajar ese 2 a 1,5 cambia el resultado por completo: 1,57 ≈ 17. Eso es lo que persiguen las medidas sanitarias.

Comparar dos modelos

Un depósito al 3 % frente a otro al 5 %, con 1.000 € y 10 años:

  • 3 %: 1.000 · 1,0310 = 1343,92 €
  • 5 %: 1.000 · 1,0510 = 1628,89 €

Dos puntos de diferencia en el tipo, casi 285 € de diferencia en diez años. Y a treinta años, la diferencia se multiplica.

Dónde se lía todo el mundo

Estirar un modelo exponencial indefinidamente. En el mundo real siempre hay un límite: comida, espacio, dinero.

Si las bacterias se duplican cada hora, en dos días habrá 2⁴⁸ bacteriasEl modelo vale mientras haya alimento; después el crecimiento se frena

Por eso al modelizar hay que decir siempre en qué rango vale el modelo.

En una fraseCantidad final = cantidad inicial · (índice)^tiempo, y todo modelo exponencial tiene un rango donde es razonable.

Ahora practícalo

La teoría se entiende leyendo; se aprende fallando y entendiendo por qué. Dentro de Suma y sigue, cada fallo te dice el error concreto que has cometido.

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