数学实验与数学建模课程的作业1传染病的传播

发布 2022-07-03 11:07:28 阅读 5685

传染病传播问题。

二、问题分析。

假设y(t)为发现第一个病人后t小时时刻的传染人数,则y(t)对时间t的导数可以描述该传染病的传染速率。常识表明,传染病的传染速率既受到传染人数的影响,又受未被传染人数的影响。一般情况下,传染人数越多,传染速度越快(因为有很多的传染源);未被传染人数越多,传染速度越快(因为会有很多的人传染)。

因此,其影响关系都为正比关系。本题中在t时刻未被传染的人数为1000- y(t),于是可以用微分方程描述传染速率:

=ky(1000-y),y(0)=1,y(10)=2,k为比例常数。

求解此微分方程即可。

一、问题描述。

一艘游船载有1000人,一名游客患了某种传染病,10小时后有2人被传染发病。由于这种传染病没有早期症状,故传染者不能被及时隔离。假设直升飞机将在50~60小时将疫苗运到,试估算疫苗运到时患此传染病的人数。

三、问题求解。

用mathematica求解:

因此得到解。

y=化简为。

y=由y(0)=1可得c=999;由y(10)=2,可以得1000k=0.0694149.

y1[t_]:1000/(1+999*exp[-0.0694149t])

于是得到t小时时刻的传染人数。

y(t)=

输出图形如下图:

因此,在t=50小时患此传染病的人数约为32人,在t=60小时患此传染病的人数约为61人。从这些数字可以看到,从50小时到60小时这10小时之间,被传染发病的人数几乎翻了一倍,因此在传染病流行期间应该及时采取措施是很重要的。如果不采取措施,通过y(t)的图形可以看到,当t在50~150小时之间传染最快,且当t趋于无穷大时,y(t)趋于1000人,即导致全游艇任素华都被传染。

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