terça-feira, 14 de abril de 2020

[0218] (III) O crescimento aproximadamente exponencial de uma epidemia


:
ZOOM … ID da reunião: …… Senha: ……
START!

: António: Stor, escreveu-nos no email que hoje vamos acabar este assunto, o que é um crescimento exponencial; temos estado cheios de trabalhos passados pelos outros stores; desta vez só queremos ouvir …
: Professor: Mas podem interromper sempre que acharem valer a pena – tal como combinámos na primeira aula.
: Cátia: Já sabe que eu, se tiver alguma coisa a perguntar, pergunto …!
: Professor: Sim, já sei! [depois de olhar para o que está a digitar, aparece uma imagem no ecrã]


: Professor: Então vamos lá! Antes de ontem fui àquele sítio que já usamos, o Worldometers, e tirei de lá estes dados sobre a evolução do número de infectados por este Coronavírus, em todo o mundo, desde o primeiro dia de que há registo. No Dia Zero já havia 580 infectados (estão a ver, à direita, em baixo); quer isso dizer que o problema tinha começado algum tempo antes. Só registei a evolução de 3 em 3 dias; antes de ontem foi o 81º dia de crescimento desta pandemia, quase três meses. O modo como o Excel regista os grandes números não é muito favorável, pois não separa os algarismos em grupos de três. Para perceberem o que está escrito, digam-me quantos infectados havia no último dia desta lista …
: Várias vozes, sobressaindo no fim a da Cátia: Com sete algarismos já é milhão. É o mesmo no eixo vertical, lá em cima. Aí são 2 milhões. Os infectados são 1 milhão mais oitocentos e tal mil, quase 2 milhões …
: Professor: Sim, é isso mesmo. Na última semana a que correspondem estes números estivemos acima de um milhão de infectados; hoje já devemos estar na casa dos 2 milhões. Olhando para esta curva, este crescimento parece ter acelerado muito nas últimas semanas, por causa do empinar da curva, mas isso é enganador. Este é um crescimento próximo do exponencial: comparem-no com estes quatro crescimentos rigorosamente exponenciais, com valores certinhos [voltando a olhar para o que está a digitar, surge nova imagem]:


: Madalena: Mas isto não são bem curvas …
: Professor: Não, não são, trata-se de uma representação simplificada de uma curva. Em cada caso foram só marcados 6 pontos, depois unidos por um segmento de recta. No gráfico anterior também estava assim, só que como nele estão marcados muitos pontos nós não percebemos que a curva, afinal, é feita por segmentos de recta.
: Professor [depois de uma breve pausa]: Observem agora: um crescimento exponencial como o dos grãos de trigo no tabuleiro de Xadrez (é a curva verde, que cresce sempre a multiplicar por 2) é mais rápido do que um crescimento do tipo juro de 14 % ao ano (curva roxa, sempre a multiplicar por 1,14), mas é muito mais lento do que os crescimentos sempre a multiplicar por 2,4 ou por 3. E, reparem, todos começam aparentemente devagar …
: Nuno: E a curva do Worldometers, é mais parecida com qual destas curvas?
: ProfessorTemos de fazer as contas. E partir do princípio de querermos uma curva exponencial, isto é, à medida que o tempo passa o crescimento resulta de multiplicarmos sempre pelo mesmo número. Então: se no Dia Zero havia 580 infectados, no Dia Três havia 580 vezes esse número; ainda o desconheço, pelo que o vou designar por R (nos quatro gráficos anteriores chamei-lhe Razão); será um número mais próximo do 1,4 ou do 3?!
: Professor (depois de ouvir respostas para todos os gostos): Já vamos ver … Temos então no Dia Três 580 R. No Dia Seis voltando a multiplicar por R, teremos …
: Joana: 580 R vezes R dá … 580 R2.
: Professor: Certo. Se continuarmos a fazer isto, de 3 em 3 dias, quantas vezes o teremos de fazer? E que resultado final obteremos?
: Professor (resumindo um minuto de respostas, argumentos, correcções e, por fim, de quase total consenso): Temos de fazer isto 27 vezes, pelo que o resultado final é 580 R27. Belo expoente … Então, 580 R27 deve ser igual a 1 852 365! É uma equação, mas não é do 2º grau … Podem simplificá-la?
Ë Cátia (antecipando-se aos que dividiram 1 852 365 por 580): Dá R27 = 3 194, por defeito. E agora?
: Professor: Agora, com uma calculadora científica capaz de determinar o valor de raízes com índices tão grandes como 27, chega-se lá! A alternativa, usar os logaritmos, vocês só a vão aprender no Secundário. Alguém tem à mão uma calculadora que faça esta continha?
: Orlando (depois de uns segundos sem se ouvir nada): Dá … dá 1,348 … nunca mais acaba de algarismos … isto não deve ser um número racional … e é um número mais baixo do que o 1,4 das quatro curvas exponenciais na imagem que o Stor projectou atrás …
: Professor: Certíssimo! Vamos então verificar, fazendo o cálculo inverso: usem R = 1,3483 e calculem 580 x 1,348327.
Ë Vários (um tanto caoticamente): Dá 1 852 099 … É um pouco menor do que os 1 852 365 … Incrível!
: Professor: Portanto, se o crescimento desta curva fosse constante, e exponencial, ao fim de cada 3 dias o número de infectados aumentaria de 34,8 % - quase 35 %. Essa curva está a seguir a azul, comparada com a curva com os dados do Worldometers:


: Professor: Todas as irregularidades da curva a vermelho levam-nos a pensar nas diferenças que existem entre o mundo real e os modelos que usamos para o percebermos. Neste caso, a realidade parece estar a dar-nos um pequeno sinal de que as coisas se vão tornar menos graves … não me apetece chamar exponencial a esta curva … Bom, estamos em cima da hora. Na próxima aula vamos retomar o programa. A não ser que vocês tenham mais questões que me voltem a desviar dele …
: Vários: Não é impossível, Stor … Tchau Prof!

:
ZOOM
CLOSE

Fonte: sítio do Worldometers

Sem comentários:

Enviar um comentário