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数学 大学生・専門学校生・社会人

大学数学の問題です。SIRモデルを題材にした微分方程式です。連立微分方程式で解こうと考え、固有値から固有ベクトルを求めようとしましたが綺麗な値にならず、間違っているように感じました。考え方から回答例まで教えていただきたいです。

問題 14. ある感染病Aに対する SIR モデル d.s -BS(t)I(t) ニ dt dI BS(t)I(t) - っI(t) ニ dt dR 1(t) ニ dt を考える。ここで, S(t)は感染可能者, I(t) は感染者, R(t)は除外者である. また, ある町の人口を Nとすれば, N= S(t)+I(t) + R(t) が成り立つとする. そして, s(t) = S(t)/N, i(t) = I(t)/N, r(t) = R(t)/N としたモデル ds ニ dt 1 -i(t) :0 50 di 1 ニ dt dr 1 i(t) 50 ニ dt を考える。 さて, N= 1000 とするとき, 感染病 Aが拡大しないようにするには,少なくとも何人にワクチン接種をしなけ ればならないか?ただし, ワクチンの効果は 90%(ワクチンを接種すれば 10人中9人は感染しない)とし, 初期 感染者は 19名,初期除外者は0名,ワクチン接種は感染可能者のみに行うものとする.(8点) (解答欄:必ず途中式や理由などを記載すること) N=100 基本理産激が121大きとき感染者は増にするをめ、 これが 1さり小さくなるとよい。 VC)をつクチン緒の数だとすると. ds s -) icは) - dt 14 AV At。 271 190 こ Io sCt) 13

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化学 大学生・専門学校生・社会人

サイエンス社の分析化学より、 テスト勉強範囲で解説が無く理解出来ずで焦ってます…誰か助けてくださいー(><)

2+ の酸性試料溶液がある.これらの試料に加えた操作とその結果を以下にさ (ア) NH 水を添加すると沈殿が生成した.さらに添加すると沈勝が。 た。 (イ) NaOH 溶液を添加すると沈殿が生成した。さらに添加すると沈殿が溶躍 した。 (ウ) NHs 水を添加しても沈殿は生成しなかった.さらに (NH4)2CO;溶液 を添加すると沈殿が生成した。 (1)(ア)~(ウ)のそれぞれに該当する金属イオン試料溶液をすべて挙げよ。 (2) Cd°+ 試料溶液に NAOH 溶液を添加すると沈殿が生成する.沈殿が生成し 始める pH を計算せよ. ただし, NaOH 溶液の添加による Cd'+ 濃度の変化 は無視できると仮定し, Cd(OH)2 の溶解度積は Ksp = 5.9 × 10-"とする。 (3) 試料溶液中に Ca°+ と AI°+ が共存する場合,尿素を添加して加熱すると二 つの金属イオンを分離することができる. この現象を説明せよ(8.5節参照。 3 典型的な海水は pH8 で, その鉄濃度は 10-9 M レベルである. これに関して以 下の問に答えよ。 -15 て (1) Fe(OH)3 の溶解平衡が Fe*+ 濃度を決めると仮定して, その濃度を水リ よ、ただし, Fe(OH)3の溶解度積は Kap =4× 10-38 とする。 (2) 実測値が(1)で求めた値よりはるかに高い理由を考えてみよ。 -10 ニ えよ。 ウ酸鉛のモル溶解度 (M) を求めよ。 2+ とがある(第8章参照). (ア) この現象を何と呼ぶか.

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数学 大学生・専門学校生・社会人

 リヤプノフ関数を用いた微分方程式系の安定性解析について勉強をしています。 写真の問題のうち、問23.1の(1)及び問23.2の(3)の解き方が分からないので教えて頂けますと幸いです。原点が中心、半径がルート3の円が不変集合になる理由も併せてお願い頂けるとありがたいです。よ... 続きを読む

23. リヤプノフ関数と安定性* 108 間 23.2 微分方程式系 dy =ーC dt (12) da =リー(=/3-2), (μ は負定数) dt について,次の間いに答えよ。 (1) V(r,g) = (z° +y°)/2 とする. このとき V12) (z,4) を求めよ。 (Ans. -μ(z°/3 -1)a?) (2) (12) の平衡点 (0,0) は安定であることを示せ。 (3) [研究] 点 (o,Yo) が (2o)? + (yo)? <3 を満たすとする. このとき, (zo,10) を通る解はt→8とすると (0,0) に収束することを示せ。 (ヒント. E={(0,9) : -0 <y < 8} であることに注意し, LaSalle の不変原理 と呼ばれる結果(下記参照) を適用する.) 【参考) RT 内の集合 Mは, 任意の co E Mに対し, zoを通る (2) の解が常に M に留まるな らば (2) に対する不変集合と呼ばれる。 LaSalle の不変原理 V(z) (zE S) は (2) のリヤプノフ関数とする. このとき, S 内に留まる(2) の有界解は, t→ o とするとき E:={ueS:Vg)(z) =D 0} に含まれ る(2) の最大不変集合に近づく

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