Математические модели в естественнонаучном образовании. Том I. Денис Владимирович Соломатин
Чтение книги онлайн.
Читать онлайн книгу Математические модели в естественнонаучном образовании. Том I - Денис Владимирович Соломатин страница 11
Рисунок 1.3. Паутинная диаграмма нелинейной модели.
Судя по графику ясно, что если начальная популяция
лежит в диапазоне от 0 до , то модель с и приведёт к постоянно растущему значению популяции, которое приближается к предельному значению пропускной способности равному 10.Если оставить те же значения
и , но положить , то паутина будет выглядеть так, как показано на рисунке 1.4.Рисунок 1.4. Паутинная диаграмма нелинейной модели.
Действительно, становится ясным, что если
имеет значение больше, чем , то наблюдается немедленное падение численности популяции. Если такое падение окажется ниже критического, то произойдёт постепенное увеличение, приближающееся обратно к предельному значению пропускной способности модели.Вопросы для самопроверки:
– Для модели
найдите отличное от нуля значение , соответствующее абсциссе точки пересечения параболы с горизонтальной осью, то есть имеющей ординату .– Что произойдет, если
выбрать больше, чем значение, найденное в предыдущем вопросе?Если популяция становится отрицательной, то мы должны интерпретировать это как вымирание.
На этом этапе можно узнать гораздо больше, изучая логистическую модель с помощью калькулятора или компьютера, чем просто прочитав текст. Упражнения ниже помогут в этом. На самом деле обнаружится, что логистическая модель имеет некоторые сюрпризы, которые вы, возможно, не ожидаете.
Задачи для самостоятельного решения:
1.2.1. Пусть
для . Изобразите полученные результаты на графике.1.2.2. В модели
, какие значения приведут к тому, что окажется положительным? Отрицательным? Какой смысл это имеет?1.2.3. Повторите решение задачи 1 в MATLAB с помощью команд аналогичных следующим:
p=1; x=p
for i=1:22; p=p+.3*p*(1-p/15); x=[x p]; end
plot([0:22], x)
Объясните, как это работает.
1.2.4. Используя следующую программу onepop.m для MATLAB при различных значениях
, исследуйте долгосрочное поведение модели , где . Возможно, придется изменить количество шагов, с которыми вы запускаете модель, чтобы изучить некоторые из вариантов.% onepop.m
%
% Модель популяции одного вида
%