Q. 56

Question



Suppose 100 mg of a drug is administered to a patient each morning in pill formand it is known that after 24 hours the body processes 80% of the drug from such a pill,leaving 20% of the drug in the body. The amount of the drug in the body right after the first pill is taken isA(1) = 100 mg. 24 hours later, after the second pill has been taken, the amount in the body isA(2) = 100(0.2) + 100 = 120 mg. 48 hours later, the amount in the body right after taking the third pill isA(3) = 100(0.2)(0.2) + 100(0.2) + 100 = 124 mg.



(a) Explain the calculations for A(1), A(2), and A(3) described in the exercise.      Which term in A(3) corresponds to the drug left from the first pill?(b) Interpret the given graph in the context of this problem. What do the marked points represent?(c) Express A(n) in sigma notation.(d) Calculate the amount of drug in the body after the  4th through 10th pills.      Do you notice anything special about A(n) as n gets larger?

Step-by-Step Solution

Verified
Answer

(a). The term is :100(0.2) (0.2)(b). The points shown below in the graph represents the amount of drug remains from the  previous pills.(c). k=1n1000.2n+1(d). A(4) = 124.8 mg, A(5) = 124.96 mg, A(6) = 124.992 mg,..,A(10) = 124.9999872 mg

1Step 1. Given Information


100mg of drug is administered to a patient each morning in pill form, after 24 hours the body processes 80% of the drug leaving 20% in the body.Amount of Drug in 1st dayA(1) = 100mgAfter 24 hours, the amount in the second day is,A(2) = 100(0.2) + 100 = 120mgOn third day, the amount isA(3) = 100(0.2)(0.2) + 100(0.2) + 100 = 124mg.

2Step 2. Solution (a) : The objective is to explain the calculations for A(1), A(2), A(3) and then to determine the term in A(3) corresponding to the drug left from the first pill.

The amount of drug left after consuming the first pill is 20%=0.2 of the amount contained in the 100 mg of the drug.So,  A(1)=100A(2)=100(0.2)+100= 120mgThe term in A(3) corresponding to the amount of drug left from the first pill is,  100(0.2) (0.2)Therefore, the term is :100(0.2) (0.2)

3Step 3. Solution (b) : The objective is to interpret the graph in the content of the problem and to determine what the marked points represents.

The graph represents the amount of dose remains in the body each day after consuming the pills.The marked points at 100 represents the amount of drug contained by the pill.And, the points shown below in the graph represents the amount of drug remains from the  previous pills.

4Step 4. Solution (c) : The objective is to express A(n) in sigma notation.

The given terms are,A(1) = 100mgA(2) = 100(0.2) + 100 = 120mgA(3) = 100(0.2)(0.2) + 100(0.2) + 100 = 124mgTherefore, the sigma notation is:k=1n1000.2n+1

5Step 5. Solution (d) : Objective is find A(4), A(5),...,A(10) and determine the relation between A(n) and n.

Using sigma notation: A(4) = 124.8 mgA(5) = 124.96 mgA(6) = 124.992 mg..A(10) = 124.9999872 mgOn observing we find that on increasing n after 3, A(n) doesnt increase significantly.