N = 1000; % 总人数 I0 = 10; % 初始感染人数 S0 = N - I0; % 初始易感人数 beta = 0.3; % 初始传染率 gamma = 0.1; % 初始治愈率 tspan = [0 100]; % 时间范围 % 定义随时间变化的beta和gamma函数 beta_func = @(S, I) 0.3 + 0.2*I/N; % beta随感染人数和易感人数变化 gamma_func = @(S, I) 0.1 + 0.05*I/N; % gamma随感染人数和易感人数变化 % 定义ODE函数 f = @(t, y) [-beta_func(y(1), y(2))*y(1)*y(2)/N + gamma_func(y(1), y(2))*y(2); beta_func(y(1), y(2))*y(1)*y(2)/N - gamma_func(y(1), y(2))*y(2)]; % 数值求解ODE [t, y] = ode45(@(t, y) f(t, y), tspan, [S0; I0]); % 绘图 plot(t, y(:,1), 'b', t, y(:,2), 'r'); legend('易感人数', '感染人数'); xlabel('时间'); ylabel('人数');我想让这段代码里的beta和gamma每次变化产生的比值化成图
时间: 2024-02-29 22:52:24 浏览: 95
可以通过在代码中增加一些代码来计算beta和gamma每次变化时的比值,并将它们画成图。
```matlab
import matplotlib.pyplot as plt
% 假设beta和gamma每次变化时的比值存储在一个列表中,比如说叫做ratio_list
ratio_list = [];
for i=1:length(t)
ratio_list(i) = beta_func(y(i,1), y(i,2)) / gamma_func(y(i,1), y(i,2));
end
% 生成x轴上的数据,这里假设每次变化的时间间隔是1个单位时间
time_list = [i for i in range(length(t))];
% 绘制图像
plt.plot(time_list, ratio_list)
% 设置坐标轴标签
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Beta/Gamma Ratio')
% 显示图像
plt.show()
```
这段代码会生成一个简单的折线图,x轴表示时间,y轴表示beta和gamma每次变化时的比值。你可以根据实际情况修改代码来适应你的数据格式和需求。
相关问题
写代码:传染病传播的数学模型主要分为微分方程模型和代数方程模型两种。微分方程模型主要适用于研究流行病在人口中的传播规律,而代数方程模型则适用于研究与流行病有关的各种因素之间的相互作用。 下面首先建立一个基础的微分方程模型,用于描述流感在人群中的传播速度和规模: 设S(t)、I(t)、R(t)分别表示在时间 t 时刻,易感人群、感染人群和康复人群的人数。则有: \begin{aligned} \frac{dS}{dt}=&-\frac{\beta SI}{N} \\ \frac{dI}{dt}=&\frac{\beta SI}{N}-\gamma I \\ \frac{dR}{dt}=&\gamma I \end{aligned} 其中,β表示感染率(即一个感染者每天可以感染的易感人数),γ表示治愈率(即感染者每天可以康复的比例),N表示总人口。 该模型基于以下基本假设: 1、易感人群是充足的,愈治愈人员的免疫状态被忽略。 2、疾病的传染速度是恒定的。
好的,下面是 Python 代码实现该模型的数值解法:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义微分方程
def SIR_model(y, t, N, beta, gamma):
S, I, R = y
dSdt = -beta * S * I / N
dIdt = beta * S * I / N - gamma * I
dRdt = gamma * I
return dSdt, dIdt, dRdt
# 定义时间步长和时间段
t_max = 365
dt = 1
t = np.linspace(0, t_max, int(t_max/dt) + 1)
# 定义初始值和参数
N = 1000
I0, R0 = 1, 0
S0 = N - I0 - R0
beta, gamma = 0.2, 0.1
# 求解微分方程
y0 = S0, I0, R0
res = odeint(SIR_model, y0, t, args=(N, beta, gamma))
S, I, R = res.T
# 绘制 SIR 曲线
fig = plt.figure(facecolor='w')
ax = fig.add_subplot(111, facecolor='#dddddd', axisbelow=True)
ax.plot(t, S/N, 'b', alpha=0.5, lw=2, label='Susceptible')
ax.plot(t, I/N, 'r', alpha=0.5, lw=2, label='Infected')
ax.plot(t, R/N, 'g', alpha=0.5, lw=2, label='Recovered with immunity')
ax.set_xlabel('Time /days')
ax.set_ylabel('Number (1000s)')
ax.set_ylim(0,1.2)
ax.yaxis.set_tick_params(length=0)
ax.xaxis.set_tick_params(length=0)
ax.grid(b=True, which='major', c='w', lw=2, ls='-')
legend = ax.legend()
legend.get_frame().set_alpha(0.5)
plt.show()
```
该代码使用了 Python 的 SciPy 库中的 odeint 函数求解微分方程。运行该代码,会得到一个 SIR 曲线图,可以直观地看到流感在人群中的传播规律。您可以根据自己的需求修改初始值和参数,来探究不同情况下的传播规律。
错误使用 @(t,y)[-beta*y(1)*y(2)/N+gamma*y(2);beta*y(1)*y(2)/N-gamma*y(2)] 输入参数太多。 出错 @(t,y)f(t,y,beta_func(t),gamma_func(t)) 出错 odearguments (第 92 行) f0 = ode(t0,y0,args{:}); % ODE15I sets args{1} to yp0. 出错 ode45 (第 107 行) odearguments(odeIsFuncHandle,odeTreatAsMFile, solver_name, ode, tspan, y0, options, varargin);
非常抱歉,看来我的代码有些错误。根据报错信息,似乎是因为在ode45函数调用时,传递给f函数的参数过多导致的。这里我修改一下代码,应该可以解决这个问题:
```matlab
% SIS模型的matlab代码
% 初始化参数
N = 1000; % 总人数
I0 = 10; % 初始感染人数
S0 = N - I0; % 初始易感人数
beta = 0.3; % 初始传染率
gamma = 0.1; % 初始治愈率
tspan = [0 100]; % 时间范围
% 定义ODE函数
f = @(t, y, beta, gamma) [-beta*y(1)*y(2)/N + gamma*y(2); beta*y(1)*y(2)/N - gamma*y(2)];
% 定义随时间变化的beta和gamma函数
beta_func = @(t) 0.3 + 0.2*sin(2*pi*t/50); % beta随时间变化
gamma_func = @(t) 0.1 + 0.05*cos(2*pi*t/50); % gamma随时间变化
% 数值求解ODE
[t, y] = ode45(@(t, y) f(t, y, beta_func(t), gamma_func(t)), tspan, [S0; I0]);
% 绘图
plot(t, y(:,1), 'b', t, y(:,2), 'r');
legend('易感人数', '感染人数');
xlabel('时间');
ylabel('人数');
```
在这个代码里,我修改了ODE函数f的定义,在第三个参数位置加入了beta和gamma,这样在ode45函数调用时就可以正确传递参数了。
希望这个修改后的代码能够运行成功!
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