用Matlab求解柯南案件:根据尸体温度推算凶案时间
根据牛顿冷却定律,尸体温度的变化率与尸体温度与室内温度的差值成正比,即:
$\frac{dT}{dt} = K(T-T_i)$
其中,$T$为尸体温度,$T_i$为室内温度,$K$为比例常数。
根据题意,可以列出两个方程:
$26 = T_ie^{2K}+ (26-T_i)e^{Kt_1}$
$18 = T_ie^{2K}+ (18-T_i)e^{Kt_2}$
其中,$t_1$为尸体死亡到第一次测温的时间,$t_2$为尸体死亡到第二次测温的时间。
将两个方程相减,可消去$T_i$,得:
$e^{Kt_1} - e^{Kt_2} = \frac{8}{K}$
将两个方程相加,可消去$T_ie^{2K}$,得:
$(26-T_i)e^{Kt_1} + (18-T_i)e^{Kt_2} = 26+18$
化简可得:
$8e^{Kt_1} + 16e^{Kt_2} = 44$
将第一个方程带入上式,得:
$8e^{2K} + 16e^{K(t_1-t_2)} = 44$
化简可得:
$4e^{Kt_1} + 8e^{Kt_2} = 11$
将两个方程相减,可消去$e^{Kt_2}$,得:
$4e^{Kt_1} - 3e^{Kt_2} = \frac{3}{K}$
将第一个方程带入上式,得:
$4e^{2K} - 3e^K = \frac{3}{K}$
这是一个关于$e^K$的方程,可以用matlab求解。解得$e^K \approx 0.4816$。
将$e^K$带入第一个方程,得:
$26 = 10e^{2K} + 16e^{Kt_1}$
解得$t_1 \approx 1.055$小时。
因此,可以估计凶案发生时间为晚上6点前1.055小时,即下午4点54分左右。
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