数学模型作业

发布 2022-07-18 13:00:28 阅读 7117

甲乙均可以独自生存;甲乙一起生存时相互提供食物、促进增长。

1、模型假设。

甲、乙均可以独自生存,数量变化均服从logistic规律; 甲乙一起生存时相互提供食物、促进增长。

2、模型建立。

种群甲的数量演变规律可以写作。

式子中的+号,表示乙不是消耗甲的资源而是为甲提供食物。的含义是,单位数量乙(相对于n2)提供的甲的食物量为单位数量甲(相对于n1)消耗的供养甲食物的倍。

种群乙的数量演变规律可以写作。

方程(5)、(6)构成相互依存现象的数学模型。

3、模型求解。

下面利用平衡点的稳定性分析,讨论时间足够长以后两个种群的变化趋向。

令,可得平衡点:,

线性化矩阵为a==

对于,有。知q恒小于零,故一定不稳定;

对于,有,稳定条件为p,q>0,于是当时,稳定;

对于,有。知p恒小于零,所以一定不稳定。

对于,有。知q恒小于零,所以一定不稳定。

综上所述,得到方程(5)、(6)的平衡点及其稳定性分析的结果列入下表:

上表种群依存模型的平衡点及其稳定性。

显然,只有在的情况下,平衡点是稳定的,此时甲乙两种群将分别趋向于非零的有限值;否则由于二者均能独立生存又相互提供食物,将使二者均趋向无穷。

4、结果分析:

注意到的含义,这实际上是对乙向甲提供食物加以限制,以防止甲的过分增长。在种群依存模型(5)、(6)中如果平衡点稳定,那么两种群共存。在时,平衡点是稳定的。

此时甲、乙两种群将分别趋向于非零的有限值,否则由于二者均能独立生存又相互提供食物,将使二者均趋向无穷。因此,在共处的条件下,两种群不会同时都对对方有很大的促进作用。

甲乙均不能独自生存;甲乙一起生存时相互提供食物、促进增长。

1、模型假设。

甲乙均不能独自生存,甲乙一起生存时乙为甲提供食物、促进增长。甲乙一起生存时乙为甲提供食物、促进增长;甲乙各自的增长分别又受到本身的阻滞作用 (服从logistic规律)。

2、模型建立。

种群甲的数量演变规律可以写作。

式子中的+号,表示乙不是消耗甲的资源而是为甲提供食物。的含义是,单位数量乙(相对于)提供的甲的食物量为单位数量甲(相对于)消耗的供养甲食物的倍。-1中的-号,表示甲受到自身的阻滞作用。

种群乙没有甲的存在会灭亡,设其死亡率为,则乙单独存在时有。

甲为乙提供食物,于是(8)式右端应加上甲对乙增长的促进作用,有。

式中表示甲为乙提供食物是乙消耗的倍。

显然仅当时种群乙的数量才会增长。与此同时乙的增长又会受到自身的阻滞作用, (9)式右端还要添加logistic项,方程变为。

方程(7)、(10)构成相互依存现象的数学模型。

3、模型求解。

下面利用平衡点的稳定性分析,讨论时间足够长以后两个种群的变化趋向。

令,可得平衡点:,

线性化矩阵为a==

对于,无实际意义。

对于,有,稳定条件为p,q>0,于是矛盾,故不稳定;

综上所述,得到方程(7)、(10)的平衡点及其稳定性分析的结果列入下表:

上表种群依存模型的平衡点及其稳定性。

4、结果分析:

在种群依存模型(7)、(10)中如果平衡点稳定,在任一条件下均稳定,那么种群的共存。

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