某国在不同年份 1 月份记录的人口数 PP(以百万为单位)如下表所示。
年份2005201020152020
PP12.9514.6717.5222.11
已知 P=10+abtP = 10 + ab^t,其中 tt 是自 2000 年起以年为单位计算的时间,aa 和 bb 是常数。
lg⁡(P−10)=lg⁡a+tlg⁡b\lg(P - 10) = \lg a + t \lg b

  1. (i)

    绘制 lg⁡(P−10)\lg(P - 10) 对 tt 的图像,其中 0≤t≤250 \le t \le 25。

  2. (ii)

    利用图像估计 aa 和 bb 的值。

  3. (iii)

    解释如何利用该图像来寻找人口...

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完整解法

8(i)

1. Calculate the values of $t$ and $Y = \lg(P - 10)$ for each data point.

The year 2000 corresponds to t=0t = 0.
For 2005, t=5t = 5. P=12.95  ⟹  lg⁡(12.95−10)=lg⁡(2.95)≈0.470P = 12.95 \implies \lg(12.95 - 10) = \lg(2.95) \approx 0.470
For 2010, t=10t = 10. P=14.67  ⟹  lg⁡(14.67−10)=lg⁡(4.67)≈0.669P = 14.67 \implies \lg(14.67 - 10) = \lg(4.67) \approx 0.669
For 2015, t=15t = 15. P=17.52  ⟹  lg⁡(17.52−10)=lg⁡(7.52)≈0.876P = 17.52 \implies \lg(17.52 - 10) = \lg(7.52) \approx 0.876
For 2020, t=20t = 20. P=22.11  ⟹  lg⁡(22.11−10)=lg⁡(12.11)≈1.083P = 22.11 \implies \lg(22.11 - 10) = \lg(12.11) \approx 1.083

tt5101520
lg⁡(P−10)\lg(P - 10)0.4700.6690.8761.083

2. Plot the points on a graph and draw the line of best fit.

Plot the points (5,0.470)(5, 0.470), (10,0.669)(10, 0.669), (15,0.876)(15, 0.876), and (20,1.083)(20, 1.083) on a Cartesian plane with tt on the horizontal axis and lg⁡(P−10)\lg(P - 10) on the vertical axis. Draw a straight line passing through these points.

答案

A straight line graph passing through the plotted points (5,0.470)(5, 0.470), (10,0.669)(10, 0.669), (15,0.876)(15, 0.876), and (20,1.083)(20, 1.083).

8(ii)

1. Identify the gradient and vertical intercept from the linear equation

Comparing lg⁡(P−10)=(lg⁡b)t+lg⁡a\lg(P - 10) = (\lg b)t + \lg a with Y=mX+cY = mX + c, the gradient is lg⁡b\lg b and the vertical intercept is lg⁡a\lg a.

2. Calculate the gradient to find $b$

Using points from the line of best fit (e.g., (5,0.47)(5, 0.47) and (20,1.08)(20, 1.08)):
Gradient m=1.08−0.4720−5=0.6115≈0.0407m = \frac{1.08 - 0.47}{20 - 5} = \frac{0.61}{15} \approx 0.0407
lg⁡b=0.0407  ⟹  b=100.0407≈1.10\lg b = 0.0407 \implies b = 10^{0.0407} \approx 1.10

3. Find the vertical intercept to determine $a$

From the graph, the vertical intercept c≈0.265c \approx 0.265.
lg⁡a=0.265  ⟹  a=100.265≈1.84\lg a = 0.265 \implies a = 10^{0.265} \approx 1.84

答案

a≈1.84a \approx 1.84, b≈1.10b \approx 1.10

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