Supongamos que deseamos modelar el crecimiento de una población de animales en función del tiempo. Podemos utilizar una ecuación de primer orden para describir este proceso de la siguiente manera:
Donde:
- representa la tasa de cambio de la población con respecto al tiempo (la tasa de crecimiento de la población).
- P es la población en un momento dado.
- r es la tasa de crecimiento de la población.Esta ecuación es una forma simple de describir el crecimiento de una población en función de su tamaño actual (P) y la tasa de crecimiento (r).
La solución de esta ecuación diferencial depende de las condiciones iniciales (el valor de P en un tiempo inicial) y puede variar según el contexto específico de la población que estés estudiando.
Ejemplo
, es la solución general de la ecuación diferencial
- representa la población en un momento .
- es una constante de integración que se determina a partir de una condición inicial específica. Esta constante refleja la población inicial en , pero necesitas una condición inicial adicional para calcular su valor exacto.
- es la tasa de crecimiento , que en este caso es igual a o por unidad de tiempo.
- es la constante matemática de Euler, aproximadamente igual a .
Para calcular la población en un momento específico , debes proporcionar una condición inicial. Por ejemplo, si tienes una población inicial de en , puedes usar esta condición para encontrar el valor de :
Por lo tanto, si , entonces , y la solución específica para tu caso sería:
Con esta solución, puedes calcular la población en cualquier momento que desees. Por ejemplo, para calcular la población después de 5 años, simplemente sustituye en la ecuación: