Smittsom sykdom og differensiallikning
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
I en by med 12 000 innbyggere sprer det seg en smittsom sykdom. Det viser seg at vekstfarten i antall smittede personer til enhver tid er proporsjonal med antall personer som ennå ikke er smittet. Vi lar være proporsjonalitetskonstanten.
Sett opp en differensiallikning som beskriver antall smittede personer , der er antall uker etter at sykdommen ble oppdaget.
Da sykdommen ble oppdaget, var 100 personer smittet.
Vis at
Etter 10 uker var 4 000 personer smittet.
Bruk dette til å bestemme .
Ved hvilket tidspunkt var halvparten av innbyggerne i byen smittet av sykdommen?
Fasit
Vist i løsningsforslaget.
LøsningsforslagKI-generert
Vekstfarten til antall smittede er proporsjonal med antall personer som ennå ikke er smittet, altså (byen har innbyggere totalt). Med proporsjonalitetskonstant gir dette differensiallikningen
Siden personer var smittet da sykdommen ble oppdaget (), er startbetingelsen
Vi skal vise at oppfyller differensiallikningen og startbetingelsen fra a).
Startbetingelsen:
som stemmer.
Differensiallikningen: Vi deriverer med hensyn på :
Fra uttrykket for ser vi at . Setter vi dette inn i uttrykket for , får vi
Dette er nettopp differensiallikningen fra a), så er en løsning som også oppfyller .
Etter uker var personer smittet, altså . Vi setter dette inn i uttrykket for og løser med CAS:

Dette gir
Halvparten av byens innbyggere utgjør personer. Vi setter og løser med CAS (se skjermbildet i c)):
Dette gir
Etter omtrent var halvparten av innbyggerne i byen smittet av sykdommen.