Covid-19 smittespredning geometrisk rekke og R-tall

Del 2, alle hjelpemidler

Covid-19 smittespredning geometrisk rekke og R-tall

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

For å kunne forutsi hvordan en pandemi kan utvikle seg, er R-tallet viktig. Dette tallet sier hvor mange personer en smittet person i gjennomsnitt vil smitte videre.

I resten av denne oppgaven tar vi utgangspunkt i sykdommen covid-19. Vi går ut fra at smitteperioden er 1 uke. Dersom R-tallet er 1,2, så vil 100 personer som har covid-19-smitte, smitte 100⋅1,2=120 nye personer i løpet av en uke. Etter én uke vil det være 220 personer som har eller har hatt sykdommen, siden

100+100⋅1,2=100+120=220

Den neste uken vil de 120 som ble smittet uken før, smitte 120⋅1,2=100⋅1,22 nye personer.

Til en by som ikke har covid-19-smitte, kommer det 20 personer som er smittet. Dette blir ikke oppdaget, så R-tallet holder seg konstant i mange uker.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at antallet som har eller har hatt covid-19 etter n uker, kan beskrives med den geometriske rekken

20+20⋅R+20⋅R2+⋯+20⋅Rn

Anta at R=1,7 i denne byen.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor mange personer vil det være som har eller har hatt covid-19 i denne byen i løpet av de 8 første ukene?

Det tar 8 uker før myndighetene i byen rekker å sette inn tiltak.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hva må R-tallet være etter at tiltakene er satt inn, for at det totale antallet som har hatt eller får covid-19-smitte i denne byen, ikke skal overstige 10 000?

Fasit

Se forklaring i løsningsforslaget.

≈3360 personer

R≤0,826

LøsningsforslagKI-generert

I uke 0 (før noe har rukket å skje) er det 20 personer som har covid-19 — disse ble smittet utenfor byen og kom inn med sykdommen.

I løpet av uke 1 smitter hver av de 20 i gjennomsnitt R nye personer, altså 20⋅R nysmittede den uka.

I løpet av uke 2 er det de 20⋅R som ble smittet i uke 1, som nå smitter videre. Hver av dem smitter i gjennomsnitt R nye, så antallet nysmittede i uke 2 blir 20⋅R⋅R=20⋅R2.

Generelt: antallet nye smittede i uke k er alltid R ganger antallet nye smittede uken før, siden det er de nysmittede fra forrige uke som fører smitten videre. Dette gir en geometrisk følge av nysmittede per uke:

20,20R,20R2,…,20Rn

Det totale antallet som har hatt eller har sykdommen etter n uker, er summen av alle disse ukentlige tilskuddene:

20+20R+20R2+⋯+20Rn

Dette er en geometrisk rekke med a1=20 og kvotient k=R, som skulle vises.

Med R=1,7 og n=8 uker blir summen

S8=∑i=0820⋅1,7i=20⋅1,79−11,7−1

Regnet ut i GeoGebra CAS:

GeoGebra CAS-utregning

Vi finner S8≈3359,65, altså i overkant av 3360 personer.

Etter 8 uker har omtrent 3360 personer hatt eller fått covid-19.

Fra linje 1 og linje 2 i utklippet over har vi S8≈3359,65, og at antall nysmittede i uke 8 (siste ledd i rekka) er 20⋅R8≈20⋅69,758≈1395,15.

Etter tiltakene innføres et nytt R-tall, som vi kaller r. Det er de 20⋅R8 personene som ble smittet i uke 8, som nå driver smitten videre med det nye R-tallet. Antall nysmittede i de påfølgende ukene danner en ny geometrisk rekke:

20⋅R8⋅r+20⋅R8⋅r2+20⋅R8⋅r3+⋯

med a1=20⋅R8⋅r og kvotient r. For at smitten skal dø ut (og det totale antallet ikke vokse mot uendelig), må 0<r<1. Da har rekka en sum til uendelig:

20⋅R8⋅r1−r

Det totale antallet smittede blir da S8 pluss denne uendelige rekka, og kravet er at dette ikke skal overstige 10000:

S8+20⋅R8⋅r1−r≤10000

Løst i GeoGebra CAS (linje 3 i utklippet over):

r≈0,826

Siden uttrykket er voksende i r, betyr dette at r≤0,826.

R≤0,826 — R-tallet må reduseres til høyst omtrent 0,826 (dvs. under 1, slik at epidemien dør ut) for at det totale smittetallet i byen ikke skal overstige 10000.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt