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| | ==典型应用== | | ==典型应用== |
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| − | ===种群增长模型(逻辑斯谛方程)=== | + | ===种群增长模型([[逻辑斯谛方程]])=== |
| − | '''逻辑斯谛方程'''(Logistic equation)是一种描述有限资源环境下种群增长的常微分方程,由比利时数学家皮埃尔·弗朗索瓦·费赫尔胡斯特(Pierre-François Verhulst)于 1838 年提出,被认为是一维动力系统方法在种群生物学中的早期且经典的应用实例。该方程刻画了种群数量在早期呈指数增长,在资源限制下逐渐趋缓,并最终接近环境承载量的典型生物动力学模式。 | + | '''[[逻辑斯谛方程]]'''(Logistic equation)是一种描述有限资源环境下种群增长的常[[微分方程]],由比利时数学家皮埃尔·弗朗索瓦·费赫尔胡斯特(Pierre-François Verhulst)于 1838 年提出,被认为是一维[[动力系统]]方法在种群生物学中的早期且经典的应用实例。该方程刻画了种群数量在早期呈指数增长,在资源限制下逐渐趋缓,并最终接近环境承载量的典型生物动力学模式。 |
| − | 该模型以微分方程形式描述有限环境中种群增长的过程:
| + | 该模型以[[微分方程]]形式描述有限环境中种群增长的过程: |
| | :<math>\frac{dN}{dt} = rN\left(1 - \frac{N}{K}\right)</math> | | :<math>\frac{dN}{dt} = rN\left(1 - \frac{N}{K}\right)</math> |
| | 其中,<math>N</math> 表示种群数量,<math>r</math> 为内禀增长率,<math>K</math> 为环境承载量(carrying capacity)。 | | 其中,<math>N</math> 表示种群数量,<math>r</math> 为内禀增长率,<math>K</math> 为环境承载量(carrying capacity)。 |
| | 该方程最早用于解释人口增长的自我限制现象,后来成为非线性动力学和生态系统建模中的基本模型之一<ref name="Verhulst1838">Verhulst, P.-F. (1838). "Notice sur la loi que la population poursuit dans son accroissement". ''Correspondance Mathématique et Physique''.</ref>。 | | 该方程最早用于解释人口增长的自我限制现象,后来成为非线性动力学和生态系统建模中的基本模型之一<ref name="Verhulst1838">Verhulst, P.-F. (1838). "Notice sur la loi que la population poursuit dans son accroissement". ''Correspondance Mathématique et Physique''.</ref>。 |
| | ==== 数学形式 ==== | | ==== 数学形式 ==== |
| − | 逻辑斯谛方程写作:
| + | [[逻辑斯谛方程]]写作: |
| | <math> | | <math> |
| | \frac{dN}{dt} = rN\left(1 - \frac{N}{K}\right), | | \frac{dN}{dt} = rN\left(1 - \frac{N}{K}\right), |
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| | ==== 解的形式 ==== | | ==== 解的形式 ==== |
| | [[文件:Logistics Equation - Graph.png|缩略图|逻辑斯谛方程 <br> | | [[文件:Logistics Equation - Graph.png|缩略图|逻辑斯谛方程 <br> |
| − | <ref> https://byjus.com/maths/logistic-function/ </ref>]]
| + | __PROTECTED_2__]] |
| − | 逻辑斯谛方程的解析解为:
| + | [[逻辑斯谛方程]]的解析解为: |
| | <math> | | <math> |
| | N(t)=\frac{K}{1 + A e^{-rt}}, | | N(t)=\frac{K}{1 + A e^{-rt}}, |
| 第239行: |
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| | 详细解释见[[逻辑斯谛方程]] | | 详细解释见[[逻辑斯谛方程]] |
| − | ==== 离散形式:逻辑斯谛映射 ==== | + | ==== 离散形式:[[逻辑斯谛映射]] ==== |
| − | 逻辑斯谛方程的著名离散版本为 '''逻辑斯谛映射'''(logistic map):
| + | [[逻辑斯谛方程]]的著名离散版本为 '''[[逻辑斯谛映射]]'''(logistic map): |
| | <math> | | <math> |
| | x_{n+1} = r x_n (1 - x_n) | | x_{n+1} = r x_n (1 - x_n) |
| | </math> | | </math> |
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| − | 其表现从稳定到周期、再到混沌,是一维动力学与混沌理论的核心示例<ref name="Edelstein2005">Edelstein-Keshet, L. (2005). ''Mathematical Models in Biology''. SIAM.</ref>。
| + | 其表现从稳定到周期、再到[[混沌]],是一维动力学与[[混沌理论]]的核心示例<ref name="Edelstein2005">Edelstein-Keshet, L. (2005). ''Mathematical Models in Biology''. SIAM.</ref>。 |
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| | ==== 应用 ==== | | ==== 应用 ==== |
| − | 逻辑斯谛方程广泛用于生态学(种群增长)、生物学(细胞分裂、肿瘤增长)、传染病建模、社会科学(技术扩散)以及工程系统中的反馈动力学。其 S 型曲线也用于统计建模,如逻辑斯谛回归<ref name="Murray2002" />。
| + | [[逻辑斯谛方程]]广泛用于生态学(种群增长)、生物学(细胞分裂、肿瘤增长)、传染病建模、社会科学(技术扩散)以及工程系统中的[[反馈]]动力学。其 S 型曲线也用于统计建模,如逻辑斯谛回归<ref name="Murray2002" />。 |
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| | ===RC电路分析=== | | ===RC电路分析=== |
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