指數與對數函數
指數衰減
一杯熱咖啡起初冷得快,越接近室溫就越慢。一份放射性樣本在每段固定的時間內損失相同比例的原子。這些都是指數衰減的例子:一個量按每單位時間固定的百分比(或倍數)減小。因為你總是從一個正在縮小的總量中拿走一小片,實際的減少量就越來越小。
我們用 f(t) = a · b^t 來給衰減建模,其中 a 是初始量,因子 b 嚴格介於 0 和 1 之間。如果某物每年損失 20%,那就還剩 80%,於是 b = 0.8,數量每年乘以 0.8。圖形向下滑,越來越平地趨向零卻永遠到不了零——零是它的水平漸近線。
一個細微但重要的點:按固定百分比衰減永遠不會在有限時間內恰好到達零,只會越來越接近。這正是為什麼我們用半衰期(損失一半所需的時間)來衡量衰減的快慢,而不是用一個「清空時間」——對真正的指數衰減而言,那並不存在。
一種藥物每小時清除 25%:A(t) = 100 · 0.75^t 毫克。1 小時後 75 毫克;2 小時後 56.25 毫克;3 小時後約 42.2 毫克。它趨近 0 卻永不等於 0。
每小時保留剩餘量的 75%,所以每一步的減少量都在縮小。
另見