数学建模案例【人口模型 】(马尔萨斯人口模型,Logistic模型)

来源:互联网 发布:python电子书 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 21:07

数学建模案例【人口模型】

                                                                              (马尔萨斯人口模型,Logistic模型

(注:参考慕课网课程,非完全原创。)


p(t) 是t时刻的人口数量

问题1:在知道当前或过去某个时刻的人口数量的情况下,预测未来某个时刻的人口数量?

问题2:t趋于无穷时,即在遥远的未来,人口趋势是怎样的?

马尔萨斯人口模型

问题1:

在短时间发生的变化:p(t+△t)-p(t)=rp(t)△t

                                    p(t+dt)-p(t)=rp(t)dt

由微分方程得:  dp(t) / dt =r p(t)            ①

                           p(t0) = p0                      ②

有1,2式得;

                        
问题2:

函数模型人口数量是时间变量的指数函数,成指数增长。

Logistic模型

考虑r的变化:

假设地球最多能够支撑的人口数量为K:

N(t)表示t时间处的人口数量:   


求得:     


方程曲线描述:


离散化:


取时间的离散步长为1,则:


取定参数k,考虑不同的参数r,作图分析:


静态解




二周期:



四周期:



N(t)—— r




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