等比数列所有公式(等差数列与等比数列公式)
在这个春天,经过两个多月的举国抗疫,国内病例每日新增数已控制在较低水平,累计确诊数也趋于稳定了。这无疑不是个可喜的消息!
*选自《从全国驰援到有序撤离,这条时间轴记录下中国为什么能做到》——中华网
想当初形式严峻时,全国老百姓们宅家每天最关心的就是:病毒传播导致新增、致病等相关数据,期待着拐点能早日到来。
大家都知道累计病例的“拐点”是疫情变好的重要标志,那么,具体什么是拐点呢?
拐点(inflection point)
原本是数学名词,拐点在数学上指改变曲线向上或向下方向的点,直观地说拐点是使切线穿越曲线的点(即曲线的凹凸分界点)。
早在2月初,钟南山院士就曾预测,拐点是2月中旬或下旬。
实际上,拐点也如期而至。
那么问题来了,钟南山院士团队是通过什么进行准确预测的呢?那必定是高度拟合的数学模型,我们不知道这个具体的数学模型长什么样,但老师可以用高中数学中的数列模型大致模拟一下哟。
解题开始
如果把每个感染病毒的患者平均传染的人数设为
(相当于传染系数),每日新增确诊数构成数列
。则数列
可以近似看成以
为公比的等比数列。
01
等比数列通项
=每日新增确诊数
若首项(第一天的确诊数)
,公比(每个病人的传染力)
,由等比数列通项公式可知,
,如图所示:
新增确诊病例呈指数级增加!
02
若增到15000例时,通过医护人员的努力和全国人民的居家隔离,每个病人的传染力
降为0.5,通项公式为:
,如图所示:
新增确诊病例渐渐减少并最终趋于零。
03
等比数列
前项和
=累计确诊数
若首项(第一天的确诊数)
,公比(每个病人的传染力)
,由等比数列求和公式可知,
,如图所示:
新增确诊病例呈指数级增加!
若增到60000例时,通过医护人员的努力和全国人民的居家隔离,每个病人的传染力
降为0.5,通项公式为:
,如图所示:
实际上,因为各种因素影响,公比(每个病人的平均传染力)
一直处于连续动态的变化中。
每减少的一点,背后都是国家和抗疫前线医护人员的巨大付出。
而拐点,就是
的那天。
数学模型是完美的,而现实总是有各种或美好或骇人的变数,所以,模拟的新增确诊曲线如下:
实际上的新增确诊曲线如下:
模拟的累计确诊数曲线如下:
实际上的累计确诊曲线如下:
数学是强大的工具,希望各位同学都能努力学好数学,将来把数学更好地为自己所用,为人类社会所用。但数学不是万能的,毕竟,失去的不是数字,是生命……所以我们更应该铭记不仅要敬畏数学,更有敬畏生命。
点击“了解更多”查看更多学习干货~
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规等内容,请<举报!一经查实,本站将立刻删除。