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数学
题目

Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I(t)(t的单位:天)的Logistic模型:I(t)=(K)/(1+(e)^-0.23(t-53)),其中K为最大确诊病例数.当I(t*)=0.95K时,标志着已初步遏制疫情,则t*约为( )(ln19≈3)A. 60B. 63C. 66D. 69

Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I(t)(t的单位:天)的Logistic模型:I(t)=$\frac{K}{1+{e}^{-0.23(t-53)}}$,其中K为最大确诊病例数.当I(t*)=0.95K时,标志着已初步遏制疫情,则t*约为( )(ln19≈3)

A. 60

B. 63

C. 66

D. 69

题目解答

答案

C. 66

解析

本题考查Logistic模型的应用,核心在于解指数方程并利用自然对数进行变形。关键点包括:

  1. 将已知条件代入模型,建立方程;

  2. 通过代数变形分离变量,转化为自然对数方程;

  3. 利用题目给出的近似值($\ln 19 \approx 3$)简化计算。

  4. 代入已知条件
    当$I(t^*) = 0.95K$时,代入模型$I(t) = \frac{K}{1 + e^{-0.23(t-53)}}$,得:
    $0.95K = \frac{K}{1 + e^{-0.23(t^*-53)}}$

  5. 化简方程
    两边同除以$K$,得:
    $0.95 = \frac{1}{1 + e^{-0.23(t^*-53)}}$
    取倒数并移项:
    $1 + e^{-0.23(t^*-53)} = \frac{1}{0.95} \implies e^{-0.23(t^*-53)} \approx 0.0526$

  6. 取自然对数
    对等式两边取自然对数:
    $-0.23(t^* - 53) = \ln 0.0526$
    观察到$0.0526 \approx \frac{1}{19}$,因此:
    $\ln 0.0526 = \ln \frac{1}{19} = -\ln 19 \approx -3$

  7. 解方程求$t^*$
    代入$\ln 19 \approx 3$,得:
    $-0.23(t^* - 53) = -3 \implies t^* - 53 = \frac{3}{0.23} \approx 13.04$
    最终:
    $t^* \approx 53 + 13.04 \approx 66.04 \approx 66$

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