Математические модели в естественнонаучном образовании. Том I. Денис Владимирович Соломатин
Читать онлайн книгу.поэтому можно встретить подстрочный индекс рядом с приращение оказывается разным. Тем не менее, этот индекс не редко пропускают.
Теперь то, что нас в конечном итоге волнует, это понимание динамики популяции
. Но . Объединив константы вместе, обозначив за , модель стала гораздо проще: .Популяризаторы науки часто называют константу
, называется разностным уравнением, а второе, задающее , является его начальным условием. С этими двумя уравнениями легко составить таблицу значений численности с течением времени, как в таблице 1.1.Таблица 1.1. Рост популяции по простой модели
Момент времени Численность
0 500
1 (1. 07)500 = 535
2 (1. 07)2500 = 572.45
3 (1. 07)3500 ≈ 612.52
… …
По закономерностям в таблице 1.1 легко перейти от рекуррентного соотношения для
в явном виде: . На этой модели теперь легко предсказать численность популяции в любое время.Может показаться странным называть
там не появляется. Однако уравнения и эквивалентны, поэтому любое из них разумно определять одним и тем же термином.Пример. Предположим, что система математического образования имеет очень жесткие ограничения на целевые цифры приёма в ВУЗы (что вполне реалистично на просторах СНГ), по которым каждый год выпускается 200 молодых специалистов и все сотрудники пенсионного возраста уходят на заслуженный отдых. После того, как состоялся очередной выпуск, только 3% остаются работать по специальности, чтобы связать свою профессиональную деятельность с математикой, остальные либо эмигрируют, либо находят выше оплачиваемую работу. Чтобы написать разностное уравнение в этой системе, где будем измерять
в поколениях, нужно просто заметить, что уровень «смертности» равен , в то время как эффективная «плодовитость» системы равна . Следовательно, .Вопросы для самопроверки:
– Будет ли общая численность математиков расти, а не уменьшаться при таких условиях?
– Предположим, вы не знаете эффективной