Оценить:
 Рейтинг: 0

Математические модели в естественнонаучном образовании. Том I

Год написания книги
2022
Теги
<< 1 ... 25 26 27 28 29 30 31 32 33 ... 50 >>
На страницу:
29 из 50
Настройки чтения
Размер шрифта
Высота строк
Поля

Вопросы для самопроверки:

– Объясните смысл каждой операции в этих уравнениях.

После упрощения модель представляет собой систему из двух линейных разностных уравнений

,

.

В отличие от предыдущих двух примеров, нет очевидного предположения о том, как будут вести себя популяции, смоделированные этими уравнениями.

Чтобы прийти к пониманию, предположим, что популяция начинается с

 и

. Эти начальные значения численности популяции могли бы описывать лес, в котором большинство деревьев

 были выборочно вырублены ранее. Что произойдет с популяцией с течением времени? Компьютерный эксперимент показывает результаты в таблице 2.1.

Таблица 2.1.  моделирование леса

Год      

      

0      10      990

1      22.30      977.70

2      34.35      965.65

3      46.17      953.83

4      57.74      942.26

5      69.09      930.91

…      …      …

10      122.50      877.50

…      …      …

50      401.04      598.96

…      …      …

100      543.44      456.56

…      …      …

500      624.97      375.03

…      …      …

1000      625      375

…      …      …

В этой таблице показано довольно интересное поведение популяции; похоже, что численность приближается к равновесию, с 625 деревьями вида

 и 375 вида

. Фактически, как можно видеть на рисунке 2.1, если бы начали с любого другого неотрицательного выбора

 и

, численный эксперимент показал бы аналогичное движение к точно такому же соотношению численности деревьев

 к численности деревьев

. То, что лес приблизится к стабильному распределению двух видов деревьев в отношении

, не очевидно из уравнений. Еще менее понятно, почему стабильное распределение находится именно в таком соотношении. Чтобы начать понимать поведение моделей, подобных приведенной выше, нужно использовать несколько вспомогательных математических инструментов.

Рисунок 2.1. Два имитационных моделирования численности деревьев в лесу.

Очень полезными в данном случае оказываются векторы и матрицы. Наиболее удобным математическим языком описания моделей, приведенного выше типа, является язык линейной алгебры. Он включает в себя несколько типов математических объектов, которые могут оказаться полезны.

Определение. Вектором арифметического

-мерного пространства

 называется упорядоченный набор

 вещественных чисел, обычно записываемый в виде строки, либо столбца.

Пример.

 и

 являются векторами в

, а

 является вектором в

.
<< 1 ... 25 26 27 28 29 30 31 32 33 ... 50 >>
На страницу:
29 из 50