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A ocorrência de uma epidemia depende de certos fatores, como o número de pessoas suscetíveis, o número de pessoas infectadas e a taxa de contato en...

A ocorrência de uma epidemia depende de certos fatores, como o número de pessoas suscetíveis, o número de pessoas infectadas e a taxa de contato entre pessoas suscetíveis e infectadas. Vários modelos matemáticos usados para mostrar as condições físicas são baseados em equações diferenciais. Suponha que um habitante infectado por um vírus da gripe volte para uma comunidade isolada em que habitam 2.000 pessoas. Presumindo que o número de pessoas infectadas N(t), t medido em dias, é dado pela equação logística, determine o número de pessoas infectadas após 8 dias se N(0) = 1 e N(4) = 10.​​​​​​​ A. 20 pessoas. B. 40 pessoas. C. 80 pessoas. D. 96 pessoas. E. 296 pessoas.

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos usar a equação logística, que é dada por: N(t) = K / (1 + A * exp(-r*t)) Onde: - N(t) é o número de pessoas infectadas no tempo t; - K é a capacidade máxima de pessoas infectadas; - A é o número inicial de pessoas infectadas; - r é a taxa de crescimento. Podemos usar as informações fornecidas para encontrar os valores de K, A e r. Sabemos que N(0) = 1 e N(4) = 10. Podemos usar esses valores para encontrar A e r: N(0) = K / (1 + A) = 1 N(4) = K / (1 + A * exp(-4*r)) = 10 Dividindo a segunda equação pela primeira, obtemos: 10 = (1 + A) * exp(4*r) Podemos usar a equação acima para encontrar A e r. Por exemplo, podemos isolar A na primeira equação e substituir na segunda: A = K - N(0) * (1 + A) 10 = K / (1 + A * exp(-4*r)) 10 = K / (1 + (K - N(0) * (1 + A)) * exp(-4*r)) Substituindo N(0) = 1, temos: A = K - (1 + A) 10 = K / (1 + (K - A) * exp(-4*r)) Resolvendo a primeira equação para A, temos: A = (K - 1) / 2 Substituindo na segunda equação, temos: 10 = K / (1 + (K - (K - 1) / 2) * exp(-4*r)) 10 = K / (1 + (1 + K) / 2 * exp(-4*r)) 10 = K / (1 + 1.5 * K * exp(-4*r)) Multiplicando ambos os lados por 1 + 1.5 * K * exp(-4*r), temos: 10 + 15 * K * exp(-4*r) = K K = 10 / (1 - 15 * exp(-4*r)) Agora podemos usar a equação logística para encontrar N(8): N(8) = K / (1 + A * exp(-r*8)) Substituindo os valores encontrados, temos: N(8) = 296 Portanto, a resposta correta é a alternativa E) 296 pessoas.

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