Для упрощенного моделирования эпидемии может быть использована дискретная модель неограниченного роста, основанная на следующих допущениях и упрощениях:
— все время наблюдения за заболеваемостью делится на дискретные отрезки длиной T дней, называемые периодами заражения;
— в рамках каждого периода заражения болеющими и заразными являются только те люди, которые были заражены в предыдущем периоде;
— каждый болеющий за время T заражает R человек, и выздоравливает по окончании этого периода.
В рамках этой модели рассмотрим эпидемию, при которой циркулируют одновременно два штамма вируса, А и Б. Оцените, через какое время число болеющих штаммом Б превысит число болеющих штаммом А в 10 раз, если в начальный момент наблюдения соотношение болеющих А и Б составляет 10 к 1, RБ = 5, RА = 4, а T = 6 дней?
Для начала выведем в общем виде зависимость числа болеющих M от времени t. В рамках рассматриваемой модели общее число людей, уже столкнувшихся с этим заболеванием, растет как геометрическая прогрессия, в которой общее число членов составляет (n + 1), где Тогда M(n) — это
Тогда для каждого из штаммов:
и
и соотношение болеющих составляет
По условию, а Тогда: то есть:
следовательно, (поскольку в рамках дискретной модели t кратно 6).