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Logistic映射
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'''Logistic映射''',又称单峰映象,是一个二次多项式映射(递归关系),经常作为典型范例来说明复杂的[[混沌]]现象是如何从非常简单的[[非线性动力学]]方程中产生的。
'''Logistic映射''',又称单峰映象,是一个二次多项式映射(递归关系),经常作为典型范例来说明复杂的[[混沌]]现象是如何从非常简单的[[非线性动力学]]方程中产生的。
−
Logistic映射的数学表达式表示为
:
+
Logistic映射的数学表达式为
:
:<math>
:<math>
x(t+1)=\mu x(t)(1-x(t))
x(t+1)=\mu x(t)(1-x(t))
</math>
</math>
−
其中,t为迭代时间步,对于任意的t,
<math>x(t)\in [0,1]</math>,<math>\mu</math>为一可调参数,为了保证映射得到的<math>x(t)</math>始终位于[0,1]内,则<math>\mu\in [0,4]</math>。<math>x(t)</math>
为在t时刻种群占最大可能种群规模的比例(即现有人口数与最大可能人口数的比率)。当变化不同的参数
<math>\mu</math>时,该方程会展现出不同的动力学极限行为(即当t趋于无穷大,<math>x(t)</math>
的变化情况),包括:稳定点(即最终
<math>x(t)</math>
始终为同一个数值)、周期(
<math>x(t)</math>会在2个或者多个数值之间跳跃)
、以及混沌(
<math>x(t)</math>的终态不会重复,而会等概率地取遍某区间)。当<math>
μ
</math>
超过
[
1,4
]
时,就会发生混沌现象。正是因为这个简单的方程蕴涵了丰富的非线性行为,因而它成为了人们认识复杂的非线性动力学现象的代表模型。
+
其中,<math>t</math>为迭代时间步,对于任意的<math>t</math>,
<math>x(t)\in [0,1]</math>,<math>\mu</math>为一可调参数,为了保证映射得到的<math>x(t)</math>始终位于[0,1]内,则<math>\mu\in [0,4]</math>。<math>x(t)</math>
可以代表<math>t</math>时刻某类生物种群占最大可能种群规模的比例(即现有人口数与最大可能人口数的比率)。因此,该方程可以刻画一类生物种群在环境受限的情景下的生长情况。
+
+
当变化不同的参数
<math>\mu</math>时,该方程会展现出不同的动力学极限行为(即当t趋于无穷大,<math>x(t)</math>
的变化情况),包括:[[不动点]](即最终
<math>x(t)</math>
始终为同一个数值)、[[周期震荡]](
<math>x(t)</math>会在2个或者多个数值之间跳跃)
、以及[[混沌]](
<math>x(t)</math>的终态不会重复,而会等概率地取遍某区间)。当<math>
\mu
</math>
超过3.65时,就会发生混沌现象。正是因为这个简单的方程蕴涵了丰富的[[非线性]]行为,因而它成为了人们认识复杂的
[
[非线性动力学]
]
现象的代表模型。
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