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數(shù)學(xué)物理方法筆記1

2023-03-22 15:36 作者:皆是概率  | 我要投稿

例1 ? ?馬爾薩斯人口模型

馬爾薩斯人口模型可以歸結(jié)為常微分方程

%5Cfrac%7B1%7D%7Bu%7D%20%5Cfrac%7Bdu%7D%7Bdt%7D%20%3D%20%5Calpha%20%5CRightarrow%20%5Cfrac%7Bdu%7D%7Bdt%7D%20%3D%20%5Calpha%20u%20%20%5Cquad%EF%BC%881.1.1%EF%BC%89

其中,t是時(shí)間,u是依賴于時(shí)間的人口數(shù)目,( > 0)為相對(duì)增長(zhǎng)率常數(shù)。式中的du/dt是絕對(duì)增長(zhǎng)率,被u除后則表示相對(duì)增長(zhǎng)率。設(shè)初始時(shí)刻(t=0)的人口數(shù)目為n,由方程(1.1.1)解出

u(t)%20%3D%20n%20exp(%5Calpha%20t)%20%20%5Cquad%20(1.1.2)

馬爾薩斯模型的問題在于沒有考慮環(huán)境對(duì)人口增長(zhǎng)的制約。

補(bǔ)充:

絕對(duì)增長(zhǎng)率:人口增加數(shù)除以時(shí)間,人口越多增長(zhǎng)率越高。

相對(duì)增長(zhǎng)率:絕對(duì)增長(zhǎng)率與當(dāng)時(shí)人口的比值。馬爾薩斯人口模型中的相對(duì)增長(zhǎng)率是常數(shù)。

%5Cfrac%7Bdu%7D%7Bdt%7D%20%3D%20%5Calpha%20u%20%5C%5C%0Adu%20%3D%20%5Calpha%20u%20%5Cspace%20dt%20%5C%5C%0A%5Cfrac%7B1%7D%7Bu%7Ddu%20%3D%20%5Calpha%20dt%20%5C%5C%0A%5Cint%20%5Cfrac%7B1%7D%7Bu%7D%20du%20%3D%20%5Cint%20%5Calpha%20%5Cspace%20dt%20%5C%5C%0Aln%20%7Cu%7C%20%2B%20C_1%20%3D%20%20%5Calpha%20t%20%2B%20C_2%20%5C%5C%0Au%20%3D%20A%20%5Cspace%20exp(at)

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