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其中<math>f\left(x^{*}, r_{c}\right)=0</math>,且因为<math>x^*</math>是不动点,且由相切情况可得<math>\left. \frac {\partial f}{\partial x}\right|_{\left(x^{*} ; r_{c}\right)}=0</math>,再将<math>\left. \frac {\partial f}{\partial r}\right|_{\left(x ; r_{c}\right)}</math>视为常数<math>a</math>,将<math>\left. \frac {1}{2} \frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}\right|_{\left(x ; r_{c}\right)}</math>视为常数<math>b</math>。忽略后面的高阶项,即可得到<math>\dot{x} = a(r-r_c)+b(x-x^*)^2</math>
 
其中<math>f\left(x^{*}, r_{c}\right)=0</math>,且因为<math>x^*</math>是不动点,且由相切情况可得<math>\left. \frac {\partial f}{\partial x}\right|_{\left(x^{*} ; r_{c}\right)}=0</math>,再将<math>\left. \frac {\partial f}{\partial r}\right|_{\left(x ; r_{c}\right)}</math>视为常数<math>a</math>,将<math>\left. \frac {1}{2} \frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}\right|_{\left(x ; r_{c}\right)}</math>视为常数<math>b</math>。忽略后面的高阶项,即可得到<math>\dot{x} = a(r-r_c)+b(x-x^*)^2</math>
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=案例=
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=案例:云杉蚜虫爆发模型=
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背景:云杉蚜虫是一种会吃森林树叶的虫子,同时也会被鸟类等动物捕食。
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模型方程:
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<math display="block">
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\frac{dN}{dt} = rN(1 - \frac{N}{K}) - P(N)
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</math>
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*<math>rN(1 - N/K)</math> 是虫子的逻辑斯蒂增长(Logistic Growth)。
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*<math>P(N)</math> 是捕食率曲线,通常呈 S 形,例如 <math>P(N) = \frac{BN^2}{A^2 + N^2}</math>。
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以<math>\frac{dN}{dt} = rN(1 - \frac{N}{K}) - \frac{BN^2}{A^2 + N^2}</math>为例
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提出N得到<math>\frac{dN}{dt} = N \cdot \left[ r(1 - \frac{N}{K}) - \frac{BN}{A^2 + N^2} \right]</math>
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生态学背景下,一般假设<math>r>0</math>。此时<math>N=0</math>通常为不稳定不动点,因此分析实际问题时一般关注<math>N>0</math>的不动点的情况,即
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<math display="block">
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r(1 - \frac{N}{K}) = \frac{BN}{A^2 + N^2}
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</math>。
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对该方程可转化为求解两条曲线的交点问题。
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*左侧<math>y_1(N) = r(1 - \frac{N}{K})</math>是一条穿过<math>(0, r)</math> 和 <math>(K, 0)</math> 的直线,斜率为负。
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*右侧<math>y_2(N) = \frac{BN}{A^2 + N^2}</math>从原点出发,先上升后下降,呈单峰状,且为无量纲状态,与参数<math>r</math>、<math>K</math>均无关。
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将环境承载力K视为主要控制参数
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当<math>K</math>很小时,可看到两条曲线仅有一个交点,且为一个稳定不动点。
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令<math>K</math>逐渐增大到某个临界值K1时,<math>y_1(N)</math>与<math>y_2(N)</math>的下降段相切,出现了一个半稳定不动点。
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继续增大<math>K</math>,<math>y_1(N)</math>与<math>y_2(N)</math>的下降段出现了两个不动点(一个不稳定,一个稳定)。
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此时这块下降段区域的变化就是鞍结点分岔。
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=二维系统(以上)=
 
=二维系统(以上)=
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