为了准备大选,一个政党研究了通过在社交媒体平台 Instantglam 上上传特定视频来传播信息的有效性。已观看该视频的 Instantglam 用户数量的增长率与尚未观看该视频的 Instantglam 用户数量成正比。在视频上传 小时后,观看过该视频的 Instantglam 用户数量为 。Instantglam 用户总数为 ,假设其是固定不变的。
- (i)
写出一个微分方程,并证明 ,其中 是一个正数常数。
- (ii)
已知在视频上传 12 小时后,有一半的 Instantglam 用户观看了该视频。
估算使 80% 的 Instantglam 用户观看该视频所需的时间,精确到最接近的小时。
- (iii)
绘制 关于 的函数图象。
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
1. 根据题意列出微分方程并分离变量积分
根据题意,观看视频的人数 增加的速率 与尚未观看视频的人数 成正比:
分离变量得:
2. 代入初始条件确定常数,推导目标关系式
在视频刚上传时(),已观看人数 。
代入上式:
代演可得:
(证毕)
3. 根据 $t = 12$ 时的观看人数占比求出常数 $k$
已知当 时,:
4. 计算 80% 用户观看视频所需的时间 $t$
当 80% 的用户观看视频时,:
精确到最接近的小时,时间为 小时。
5. 绘制 $x$ 关于 $t$ 的函数图像
分析函数 的图像特征:
- 当 时,,图像过原点 ;
- 当 时,,函数单调递增;
- ,曲线凹向下方(增长速率逐渐减慢);
- 当 时,,存在水平渐近线 ;
- 图像经过点 。
绘图要点:在第一象限画一条从原点 开始上凸递增、并无限趋近于虚线渐近线 的平滑曲线,标出横轴 、纵轴 以及渐近线 。
答案
- 微分方程为 ,证明过程见解题步骤。
- 达到 80% 观看率所需时间约为 小时。
- 图象从原点 出发,单调递增且凹向下方,当 时无限趋近于水平渐近线 ,并经过点 。
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