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传染病模型数学建模,疫情模型数学建模

  • 数学
  • 2024-04-08

传染病模型数学建模?在传染病研究的数学模型领域,有三个经典模型犹如舞台上的三重奏,分别为SI、SIS和SIR,它们分别描绘了疾病传播的不同阶段和特性。SI模型:易感与感染的碰撞在SI模型中,那么,传染病模型数学建模?一起来了解一下吧。

数学建模模型

建模流程:选研究课题,对问题分析,选出因变量和找出影响问题结果的参量,建立基本方程。模型求解,分析评价。一篇完整的论文包括摘要,符号说明,模型假设,建立模型,模型求解,模型分析(结果分析,误差分析,灵敏度,可行性。),模型评价(优缺点),改进方向。

对于传染病问题,一般有微分方程模型,差分方程模型,概率统计模型是常见的。如果你只是拿这个问题练手还行,要想获奖就需要提出新的有创造性的方法或结论,因为这个问题很多人很多年前就研究过了。

推荐你阅读数学建模类的书,有大学的师兄师姐可以让他们帮你在图书馆借,相关论文也可以让他们在图书馆下载下来的。虽然高中知识不太够,只要你自己学起来就行。希望你能在建模上越走越好。

病毒问题

甲模型

52=a+b+c

61=4a+2b+c

68=9a+3b+c

解得:a= -1,b=12,c=41

y=-x^2+12x+41

四月份:y=73

五月份:y=76

六月份:y=77

乙模型

52=pq+r

61=pq^2+r

68=pq^3+r

解得:q=7/9,p= -729/14,r=92.5

y=( -729/14)(7/9)^x+92.5

四月份:y=661/9≈73

五月份:y=6292/81≈78

六月份:y=59029/729≈81

选乙模型

传染病模型的计算方法

据题目意思,这是一个传染性病毒随着时间演变的过程,我们要分析、预测、研究它就得建立动态模型,在此我们选用微分方程。因题目中把人群分为五类:确诊患者、疑似患者、治愈者、死亡和正常人,所以我们采用SIR模型。模型中我们找出单位时间内这五类人群人数的变化来建立微分方程,得出模型。再利用matlab画出图形,加以分析,达到得出应对措施的目的。

把考察范围内的人群分为以下种类:

1、健康人群,即易感染(Susceptibles)人群。记其数量为S(t),表示t时刻未感染病但有可能感染该疾病的人数;

2、潜伏期人群,即被感染(Infection)该疾病的人群,记其数量为I(t) 表示t时刻可能感染该疾病的但又不是疑似病患的人数;

3、疑似病患,记其数量为E(t) 表示示t时刻感染该疾病的并是疑似病患的人数;

4、确诊病患,记其数量为Q(t) 表示示t感染该疾病并确诊为患者的人数;

5、恢复人群(Recovered),记其数量为R(t),表示t时刻已从感染病者中移出的人数(这部分人数既不是已感染者,也不是非感染者,不具有传染性,也不会再次被感染,他们已经推出了传染系统)。

基于以上的假设,健康人群从潜伏期到移出传染系统的过程图如下:

三、 模型假设

1. 假设易感人数的变化率与当时的易感人数和感染人数的乘积成正比;

2. 假设从感染数中移除个体的速率与当时的感染人数成正比;

3. 假设考察地区内疾病传播期间忽略人口的出生,死亡,流动等种群动力因素对总人数的影响。

传染病免疫性的假设

模型假设:

1) 人数N不变,健康人、病人和移出者比例分别为s(t),i(t),r(t)

2) 病人的日接触率为λ,日治愈率为�0�8 ,传染期接触数为σ=λ/�0�8

模型建立:

s(t)+i(t)+r(t)=1

di/dt=λsi-�0�8i

ds/dt=-λsi

i(0)=i0;s(0)=s0

传染病模型数学建模赛题

揭示疾病的动态进程:传染病模型的魅力

在传染病研究的数学模型领域,有三个经典模型犹如舞台上的三重奏,分别为SI、SIS和SIR,它们分别描绘了疾病传播的不同阶段和特性。

SI模型:易感与感染的碰撞

在SI模型中,社会被简化为两个角色——易感者(Susceptible)和感染者(Infectious)。这是一种零免疫状态的模型,如流感,疾病一旦传播,易感者就成了下一个目标。通过微分方程,我们观察到感染者数量与易感者之间微妙的互动,感染的速率决定了疾病的扩散速度。

SIS模型:循环的感染与恢复

SIS模型在SI的基础上加入了恢复环节,感染者可以转化为易感者,如感冒的反复发作。这个模型强调了疾病的持续性和周期性,易感者与感染者之间形成动态平衡。通过微分方程,我们看到感染者、易感者之间的互动,以及恢复过程如何影响疾病的总体态势。

SIR模型:免疫记忆的诞生

SIR模型则引入了康复者(Recovered)这一角色,感染者经过感染和康复后,获得了免疫能力。如麻疹或天花,感染一次后通常能带来长期保护。

以上就是传染病模型数学建模的全部内容,对于传染病问题,一般有微分方程模型,差分方程模型,概率统计模型是常见的。如果你只是拿这个问题练手还行,要想获奖就需要提出新的有创造性的方法或结论,因为这个问题很多人很多年前就研究过了。推荐你阅读数学建模类的书。

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