Immunitet og logistisk modell
I en by i Norge ble det i 2021 kartlagt hvor mange som ble immune mot en sykdom.
Tabellen viser hvor stor prosentandel av befolkningen som var immune ved slutten av noen utvalgte måneder i 2021.
| \(t\) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|
| Prosentandel immune | 6 | 21 | 41 | 68 | 81 |
Her er \(t = 1\) slutten av januar 2021, \(t = 2\) slutten av februar 2021 og så videre.
- Bruk regresjon til å bestemme en logistisk modell \(g\) for situasjonen.
- Ved hvilket tidspunkt vil andelen immune passere 85 prosent ifølge modellen?
- Vil hele befolkningen noen gang bli immune ifølge modellen? Begrunn svaret.
I en annen by er \(N\) gitt ved
en god modell for hvor mye prosentandelen som er immune, økte med per måned, \(t\) måneder etter 1. januar 2021. Det vil si at \(N(1)\) er prosentandelen nye immune i januar 2021, \(N(2)\) er prosentandelen nye immune i februar 2021, og så videre.
- Bruk graftegner til å tegne grafen til \(N\).
- Bestem \(\displaystyle\int_{0{,}5}^{12{,}5} N(t) \, \mathrm{d}t\). Hva forteller svaret i denne situasjonen?
a) \(g(t) \approx \dfrac{90}{1 + 38{,}6 \cdot e^{-0{,}59t}}\)
b) \(t \approx 11\), dvs. slutten av november 2021
c) Nei, grenseverdien er ca. 90 %
d) Se graf
e) \(\approx 89{,}4\) prosentpoeng
a
Vi bruker logistisk regresjon på datapunktene \((2, 6)\), \((4, 21)\), \((6, 41)\), \((8, 68)\), \((10, 81)\).
Regresjonen gir en logistisk modell:
b
Vi skal løse \(g(t) = 85\):
Andelen immune passerer 85 % ved slutten av november 2021.
c
Grenseverdien til den logistiske modellen er \(L \approx 90\):
Nei, hele befolkningen vil aldri bli immune ifølge modellen. Andelen nærmer seg 90 %, men når aldri 100 %.
d

Grafen viser at \(N(t)\) starter lavt, stiger til et maksimum rundt \(t \approx 6\) (juni), og avtar deretter mot null.
e
Vi beregner integralet i CAS, se utklipp under.

Svaret forteller at den totale prosentandelen av befolkningen som ble immune i løpet av de 12 månedene fra midten av januar til midten av januar (altså hele 2021), var ca. 89,4 prosentpoeng.