Crecimiento Logistico
1. **Planteamiento del problema:**
El modelo logístico dado es $$P(t) = \frac{2000}{1 + 1999 e^{-0.8905 t}}$$ donde $P(t)$ es el número de estudiantes infectados después de $t$ días.
2. **Parte a): Encontrar $P(5)$**
Sustituimos $t = 5$ en la función:
$$P(5) = \frac{2000}{1 + 1999 e^{-0.8905 \cdot 5}}$$
Calculamos el exponente:
$$-0.8905 \cdot 5 = -4.4525$$
Entonces:
$$P(5) = \frac{2000}{1 + 1999 e^{-4.4525}}$$
Evaluamos $e^{-4.4525}$:
$$e^{-4.4525} \approx 0.01165$$
Ahora:
$$P(5) = \frac{2000}{1 + 1999 \times 0.01165} = \frac{2000}{1 + 23.29} = \frac{2000}{24.29} \approx 82.36$$
Por lo tanto, alrededor de 82 estudiantes estarán infectados después de 5 días.
3. **Parte b): Tiempo en que la mitad de la población está infectada**
Queremos encontrar $t$ tal que $P(t) = 1000$ (la mitad de 2000).
$$1000 = \frac{2000}{1 + 1999 e^{-0.8905 t}}$$
Invertimos la ecuación:
$$1 + 1999 e^{-0.8905 t} = \frac{2000}{1000} = 2$$
Despejamos:
$$1999 e^{-0.8905 t} = 1$$
$$e^{-0.8905 t} = \frac{1}{1999}$$
Tomamos logaritmos naturales:
$$-0.8905 t = \ln \left( \frac{1}{1999} \right) = -\ln (1999)$$
Por lo tanto:
$$t = \frac{\ln (1999)}{0.8905}$$
Calculamos:
$$\ln (1999) \approx 7.6009$$
$$t \approx \frac{7.6009}{0.8905} \approx 8.53$$
Entonces, la mitad de la población estará infectada alrededor del día 8.53.
4. **Parte c): Número de infectados a largo plazo ($t \to \infty$)**
Al crecer el tiempo mucho, $e^{-0.8905 t} \to 0$, así que el denominador se acerca a 1.
Por lo tanto:
$$\lim_{t\to \infty} P(t) = \frac{2000}{1+0} = 2000$$
El modelo predice que eventualmente todos los estudiantes estarán infectados.
5. **Parte d): Gráfica de $P(t)$**
La función es una curva logística que empieza cerca de 0, crece rápidamente y se aproxima a 2000.