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:
-
将已知条件代入模型,建立方程;
-
通过代数变形分离变量,转化为自然对数方程;
-
利用题目给出的近似值($\ln 19 \approx 3$)简化计算。
-
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:
$0.95K = \frac{K}{1 + e^{-0.23(t^*-53)}}$ -
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:
$1 + e^{-0.23(t^*-53)} = \frac{1}{0.95} \implies e^{-0.23(t^*-53)} \approx 0.0526$ -
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:
$\ln 0.0526 = \ln \frac{1}{19} = -\ln 19 \approx -3$ -
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:
$t^* \approx 53 + 13.04 \approx 66.04 \approx 66$