组卷网 > 高中数学综合库 > 函数与导数 > 函数的应用 > 函数模型及其应用 > 常见的函数模型(2)——指数、对数、幂函数 > 指数函数模型的应用(2)
题型:解答题-作图题 难度:0.65 引用次数:586 题号:16381790
观察实际情景,提出并分析问题
(1)实际情景
2022年2月,某地发生了新冠肺炎疫情,新冠肺炎是一种传染病,其传染过程的强度和广度分为:(1)散发:是指传染病在人群中散在发生;(2)流行:是指某一地区或某一单位,在某一时期内,某种传染病的发病率,超过了历年同期的发病水平;(3)大流行:指某种传染病在一个短时期内迅速传播、蔓延,超过了一般的流行强度;(4)暴发:指某一局部地区或单位,在短期内突然出现众多的同一种疾病的病人. 如果在新冠肺炎传染的过程中不认为介入,切断其传染链,则对整个社会经济的发展带来严重的后果.
(2)提出问题
如果没有人工干预,不同时间段内的病例数会按照怎样的规律进行增长呢,对于某个时间内新增的病例数是否可以预测,以期对其传播蔓延进行必要的控制,减少人民生命财产的损失呢?
(3)分析问题
可以通过收集合适地区的新增病例数并结合建立适当的数学模型,找出病例数增长规律,并对一定时间后新增病例进行估计以支持卫生部门的防疫工作.
2.收集数据
利用互联网等信息技术,我们可以搜索到一些原始的数据.
例如,我们搜集到某地区一周内的累计病例数,
日期

1

2

3

4

5

6

7

新增
病例数

请结合上述数据建立合理的数学模型,并估计第9天新增病例数.
3.分析数据
累计病例数是时间的函数,但没有现成的函数模型.因此,可以先画出散点图,利用图象直观分析这组数据的变化规律,从而帮助我们选择函数类型,散点图如图所示:

当然,我们可以利用信息技术,通过函数拟合的方法来帮助选择适当的函数模型.
4.建立模型
根据散点图的形状可设函数模型近似为,利用表中的数据可求.
5.检验模型
画出函数的图形,对比散点图,吻合度很好.

6.问题解决
该地区病例数与时间t基本满足的函数关系,第9天时,预计新增病例数为:,我们会发现累计病例数急剧增加,需卫生防疫部门及时介入,采取相应阻断措施.
7.问题拓展
在上述模型的建立的过程中,我们根据散点图选择了函数模型,然后利用其中的两个点求出模型的两个参数,随着点的选择的不同,所得函数的模型也相异,那么请同学利用课余时间思考如何评价不同模型的优劣?

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年份

人口数(单位:亿)

增长量(单位:亿)

增长率

1964

7.05

-

-

1965

7.25

0.20

0.028

1966

7.45

0.20

0.028

1967

7.64

0.19

0.026

1968

7.85

0.21

0.027

1969

8.08

0.23

0.029

1970

8.30

0.22

0.027

1971

8.52

0.22

0.027


(1)根据上表,假设以1964年为起点,以1964年到1971年的人口平均增长率作为恒定增长率,记为经过时间年后的人口数,请你建立我国的人口增长模型(即:人口数与时间之间的关系);
(2)对照你所建立的模型和马尔萨斯的人口指数增长模型:,指出其中的值;
(3)如果按照以上模型和数据,预测2025年我国的人口数(保留两位小数),并根据预测的数据,谈谈你对前面模型的理解或者有什么需要改进的方面.
(参考数据:
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共计 平均难度:一般