2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Задача на составление диф.уравнения
Сообщение11.02.2012, 09:23 
Доброго дня.
Имеется задача:
Прирост доли городского населения некоторого региона пропорционален доли городского населения в настоящий момент времени и разности между максимальной долей городского населения и долей городского населения в настоящий момент времени. Максимальная доля городского населения в регионе со стабильным технологическим укладом экономики остается неизменной. В начальный момент времени доля городского населения составляла 80% (имела место единовременная миграция беженцев из соседнего государства, где большая часть населения была городским), в то время как максимальная доля городского населения 70% от общей численности населения. В течение года, прошедшего с начального момента времени наблюдения, доля городского населения уменьшилась на 0,5%. Через какое количество времени доля городского населения уменьшится до 70,5%. Составить дифференциальное уравнение.
Вот такое получилось уравнение:$\[
p' = kp\left( {M - p} \right)
\]
$
Подскажите, пожалуйста, верно ли составлено, а то что-то не получается решить, да и само условие задачи смущает немного.

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение11.02.2012, 10:08 
Аватара пользователя
А чего Вас смущает? Уравнение хорошее. Из условия через год и начального найдём коэффициент и константу, которая появится после интегрирования. Потом найдём требуемое.
А, понял, что смущает. Ну так поправьте: "пропорционален доле"
А вдруг там пропущено "квадрату доли"?
В любом случае уравнение интегрируется.

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение11.02.2012, 23:38 
Смущает то, что ответ получается вот такой:
$\[
\ln \left( {\frac{p}
{{M - p}}} \right) = ktM + C
\]
$
При подстановке начальных условий (при t=0, M=0.7, p=0.8) как-то ln отрицательный.

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение11.02.2012, 23:45 
Аватара пользователя
Ну и что?

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение11.02.2012, 23:55 
т.е. там вычислять как под знаком модуля?

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 00:00 
Аватара пользователя
Ах, у Вас аргумент логарифма отрицательный. Ну да, там модуль на самом деле.

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 00:36 
И когда пытаюсь найти, через какое количество времени доля городского населения уменьшится до 70,5%, получается время отрицательное :o
Вот частное решение:
$\[
\ln \left| {\frac{p}
{{0.7 - p}}} \right| = \ln \left| {\frac{{152}}
{{159}}} \right|t + \ln 8
\]
$
Найдем, через какое количество времени доля городского населения уменьшится до 70,5%.
$\[
\ln \left| {\frac{{0.705}}
{{0.7 - 0.705}}} \right| = \ln \left| {\frac{{152}}
{{159}}} \right|t + \ln 8
\]
$
И в итоге:
$\[
t = \frac{{\ln \left| {\frac{{0.705}}
{{0.04}}} \right|}}
{{\ln \left| {\frac{{152}}
{{159}}} \right|}} \approx \frac{{2.869}}
{{0.045}} \approx 63.8
\]
$

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 00:43 
Аватара пользователя
Ну и где здесь отрицательное?

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 00:44 
Знаменатель, там не 0,045, а с минусом

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 00:48 
Аватара пользователя
Частное решение диффура, пожалуйста, покажите ещё раз.

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 01:06 
$\[
\ln \left| {\frac{p}
{{0.7 - p}}} \right| = \ln \left| {\frac{{152}}
{{159}}} \right|t + \ln 8
\]
$

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 01:12 
Аватара пользователя
Как это согласуется с известной из условия точкой при t=1?

 
 
 
 Re: Задача на составление диф.уравнения
Сообщение12.02.2012, 08:01 
Нашла ошибку :-) спасибо!

 
 
 [ Сообщений: 13 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group