第四章数学建模作业

发布 2020-04-15 16:37:28 阅读 5775

严婉琳20110008015 邓南广 20110008005(11创新班)

3,分析:设为t时刻的酵母菌数,且是连续函数并且可导或分段可导,设时刻酵母菌的增长率满足。

是酵母菌固有增长率,称为酵母菌最大容量。

得到阻滞增长模型:

用分离变量法:(1)式满足条件解为。

由书本例题可知,,散点图呈s型,故模型可简化为一般形式:

其中, 程序如下:

t=0:18;

x=[9.6, 18.3, 29.

0, 47.2, 71.1, 119.

1, 174.6, 257.3, 350.

7, 441.0, 513.3, 559.

7, 594.8, 629.4, 640.

8, 651.1, 655.9, 659.

6, 661.8];

f=@(b,t)b(2).*b(3)./b(3)+(b(2)-b(3)).exp(-b(1).*t-0)))

b1,r1]=nlinfit(t(1:19),x(1:19),f,[0.5,660,9.6])

sse1=sum(r1.^2)

subplot(2,1,1),plot(t,x,'ko',0:.01:18,f(b1,0:.01:18),'k')

axis([-1,19,0,670]),legend('观测值','模拟值',4)

xlabel('时间k(小时)')ylabel('生物量x_k(克)')

title('阻滞增长方程模拟酵母培养物的增长的模拟效果图')

subplot(2,1,2), plot(t,r1,'k+',1,19],[0,0],'k')

axis([-1,19,-40,40])

xlabel('时间k(小时)')ylabel('模拟误差')

title('阻滞增长方程模拟酵母培养物的增长的模拟误差')

运行结果:b1 =

r1 =columns 1 through 14

columns 15 through 19

sse1 =

图示:结论:r=0.5470,n=663.0220,,误差平方和为194.3254.

所以酵母菌数量增长的经验公式为:

计算结果以及模拟效果图和模拟误差图表明,该阻滞增长方程能够较好的模拟酵母培养物生物量的变化趋势,前半段和后半段的误差小,但中间段的误差较大,然而总体误差较小,最大容量的估计值较为合理,模拟效果比较好。

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