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생명과학에 적용되는 미적분2024.10.161. 시그모이드 함수(로지스틱 방정식)를 활용한 생명현상 분석 1.1. 로지스틱 방정식 활용1: 개체군의 생장곡선 개체군이란 특정 시기에 주어진 지역에서 서로 상호작용하는 한 종의 개체들로 구성되고 밀도, 성비, 연령구조, 출생률, 이입률, 사망률, 이출률 등 다양한 고유 특성을 갖는 단체를 의미한다. 이러한 개체군의 개체수의 증가 곡선을 나타낸 것이 개체군의 생장곡선이다. 자연 상태에서 개체군의 크기는 출산과 사망, 종 내 상호작용 등에 의해 변화한다. 출산율이 사망률보다 크면 개체군의 크기가 증가하고, 반대인 경우 개체군의 ...2024.10.16
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효소반응속도 미적분2024.10.281. 미분과 화학반응 1.1. 화학반응의 속도와 미적분 화학반응의 속도와 미적분이다. 화학반응이 일어날 때 반응물과 생성물의 농도는 시간에 따라 변화한다. 반응이 진행됨에 따라 반응물의 농도는 낮아지고 생성물의 농도는 높아진다. 이러한 반응속도는 화학반응에서 매우 중요한 개념으로, 단위시간당 반응물질이나 생성물질의 농도 변화로 정의된다. 화학반응에서 반응 물질 사이의 충돌 기회는 농도뿐만 아니라 입자의 운동 속도에 따라서도 달라진다. 일반적으로 분자의 운동 속도는 온도가 높을수록 빨라지게 되어, 온도가 상승하게 되면 반응속도는...2024.10.28
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생명의수학2024.10.091. 개체군 성장 모델 1.1. 지수 성장곡선 지수 성장곡선은 특정 개체군이 성장하기에 알맞은 먹이 및 서식 환경조건이 제한되지 않고, 외부 요인(다른 종으로부터의 영향, 환경 수용력 등)의 영향을 받지 않는 경우 개체수가 기하급수적으로 증가하는 성장 모델이다. 개체군의 증가율은 개체수의 변화량을 개체수로 나눈 값이며, 이를 r이라고 한다. 이때 개체군의 수 N은 다음의 미분 방정식을 만족한다: (dN/dt)/N = r. 초기 개체수를 N_0라고 하면, 시간 t에 대해 개체수 N_t는 N_t = N_0 e^(rt)를 만족한...2024.10.09
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생명의 수학2024.11.111. 개체군 성장 모델 1.1. 지수 성장곡선 지수 성장곡선은 특정 개체군이 성장하기 알맞은 먹이와 서식 환경 조건에 제한이 없고, 외부 요인으로부터의 영향을 받지 않는 경우 개체수가 기하급수적으로 증가하는 모델이다. 개체군의 증가율은 개체수의 변화량을 개체수로 나눈 것으로 표현할 수 있다. 즉, (dN/dt)/N = r로 나타낼 수 있는데, 이때 r은 개체군의 증가율을 의미한다. 초기 개체수를 N_0라고 하면, 시간 t에 대해 개체수 N_t는 N_t = N_0 e^rt를 만족한다. 이와 같이 지수 성장곡선 모델은 개체군이 제...2024.11.11
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생명과학 미적분2024.11.211. 반응속도와 미적분 1.1. 화학반응과 미적분 화학반응은 우리 일상생활에서 많이 볼 수 있는 현상이다. 연소반응, 음식을 익히는 과정, 빵 굽기 등 다양한 화학반응이 일어나고 있다. 이러한 화학반응은 미적분학의 개념 중 하나인 "반응속도"와 밀접한 관련이 있다." 반응속도는 일정한 시간 동안 변화한 농도의 변화량을 시간으로 나눈 값이다. 화학반응에서 반응물의 농도에 따라 반응속도가 달라지며, 반응물의 농도가 높을수록 반응속도가 빨라진다. 화학반응의 종류에 따라 0차, 1차, 2차 반응으로 나뉘며, 각각의 반응속도 공식은 ...2024.11.21
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생명의 수학2024.08.311. 개체군 성장 모델 1.1. 개체군의 정의와 특징 개체군이란 동일한 종에 속하는 개체들의 모임을 의미한다. 개체군은 생태계의 핵심 구성요소로서, 생물학과 생태학에서 매우 중요한 개념이다. 개체군은 일정한 지역에서 생활하며 상호작용하는 동일 종 개체들의 집합체이다. 개체군의 특징으로는 첫째, 개체군이 동일한 유전적 구성을 가지며 둘째, 개체군 내에서 개체들이 상호작용하며 셋째, 개체군의 크기와 밀도가 변화한다는 것을 들 수 있다. 예를 들어 한 지역에 살고 있는 토끼 개체들의 집단이 이에 해당한다. 개체군의 변화는 생태계의 구조...2024.08.31