数学建模作业 五

发布 2020-04-15 14:29:28 阅读 3186

2024年4月24日。

生物学家认为,正在休息的温血动物体内的能量就是为了保持其体温, 体内的能量与通过心脏的血流量成正比, 建立一个数学模型将通过心脏的血流量与体重联系起来。

进一步建立心搏率与体重的关系, 讨论你模型中的假设, 并用下面数据检验模型。

假设:1. 生物体的热量只由通过心脏的血流量产生。

2. 生物体的体温保持恒定。

3. 心脏大小和生物体体积成正比。

4. 单位时间心脏的血流量与心脏的大小成正比。

5. 生物体散热量和生物体表面积成正比。

6. 生物体产热量与流过心脏的血流量成正比。

7. 生物体重量和生物体体积成正比;

8. 环境温度保持不变;

涉及到的物理量:

体内的能量e;

产热量q产;

散热量q散;

单位时间流过心脏的血流量q;

生物体表面积s;

生物体体积v;

心脏体积v心;

体重g;生物体体温t1;

环境温度t2;

心搏率n;涉及到的物理量之间的关系。

进一步化简。

由②、③可得。

如果有,那么则有。

进一步建立心搏率与体重的关系。

由⑤、⑥知。

模型检验。利用下表进一步进行模型检验:

做出模型检验的图像如下。

模型分析。进一步分析得,在动物体重介于25克与500000克之间时,模型与实际符合的很好。

对此进行模型:y=a的拟合。

求得。舍掉最大值与最小值,拟合模型为。

精度进一步提高。

对模型中的假设进行进一步分析。

1. 假设1中生物体的热量有很大一部分是由流过心脏的血流量产生的,还有一部分是由于别的原因产生的,假设不完全正确。

2. 假设中几个正比关系严格来讲并不完全正确,但是大体趋势就是这样。

结论。综合来讲,模型是合理的。

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