Эпидемия гриппа

Рассмотрим ситуацию, когда в классе появляются ученики, заболевшие гриппом. В результате контактов некоторые ученики «подхватывают» инфекцию, заражают других, заболевают, выздоравливают. Некоторые остаются устойчивыми к инфекции.

Разработать модель развития эпидемии гриппа в классе.

Цель моделирования

Составить прогноз о том, сколько человек в классе будут больны в каждый день эпидемии, сколько дней продлится эпидемия.

Формализация задачи

Сделаем несколько упрощающих предположений:

1. В любой момент времени каждый ученик класса входит в одну из групп:

a. Здоровые

b. Носители

c. Больные

d. Выздоровевшие

2. Носители инфекции ходят в школу и заражают других в течение одного дня. На следующий день они заболевают и перестают посещать занятия.

3. Заболевшие учащиеся болеют в течение 5 дней, после чего выходят на занятия.

4. Выздоровевшие учащиеся повторно не заболевают (у них вырабатывается иммунитет).

5. Скорость распространения инфекции задается коэффициентом k и зависит от многих факторов: возраст детей, наличие противогриппозных мероприятий, закаленность учащихся, степень общения в классе и т.п.

Будем прослеживать состояние класса день за днем. В каждый день состояние описывается следующим набором величин:

a – число здоровых учеников;

b – число носителей инфекции;

c – число больных учеников;

d – число выздоровевших учеников;

w – число присутствующих в классе;

n – всего учеников в классе.

Тогда справедливы следующие равенства:

n = a + b + c+ d;

w = a + b + d

Пусть в день t имеем состояние:

Каково будет состояние в классе на следующий день, через два дня, через три …?

Ясно, что через день b учеников перейдут из группы носителей в группу больных и число больных станет равно c+b. Если t<5, то выздоровевших учеников нет. Если t>=5, то появятся выздоровевшие учащиеся и число больных станет меньше: c+b -(число учеников которые отболели уже 5 дней), они перейдут из числа больных в число выздоровевших.

Число учеников заразившихся гриппом в день t определяется по формуле: (так как количество учеников должно быть целым, то берем только целую часть от этого выражения).