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壹種時代

問題分析和數學模型

根據題目,0~5歲、6~10歲、11~15歲三個年齡組的動物數量如下:

x1(0)=1000,x2(0)=1000,x3(0)=1000

以五年為壹個年齡組,某壹時刻三個年齡組的動物數量可以作為壹個向量。

X=[ X1 X2 X3 ]T

說道。以五年為壹個時間段,記得嗎

X(k)=[ x1(k) x2(k) x3(k) ]T

它是第k個時間段動物數量的分布向量。當k=0,1,2,3時,X(k)分別代表現在、五年後、十年後、十五年後動物數量的分布向量。根據第二齡組和第三齡組動物的繁殖能力,在第k個時間段,第二齡組動物平均繁殖4個後代,而第三齡組動物平均繁殖4個後代。

x 1(k+1)= 4x 2(k)+3x 3(k)

同樣,根據第壹和第二年齡組的存活率,可以得到方程。

x2(k+1)=0.5x1(k)

x3(k+1)=0.25 x2(k)

建立如下數學模型

(1)

也以矩陣形式書寫

(k=0,1,2,3 ) (2)

由此得到向量X(k)和X(k+1)的遞推關系。

X(k+1) =L X (k)

其中該矩陣

L=

X(k+1) =L k+1 X (0)可以從上面的公式得到。

我們可以根據數學模型計算將數據結果填入下表:

k

(現在)

K=1(五年後)

K=2(十年後)

K=3(十五年後)

K=4(二十年後)

X1

1000

7000

2750

14375

8125

X2

1000

500

3500

1375

7187.5

X3

1000

250

125

875

343.8

從表中的數據變化(如果沒有其他原因的話),可以估計農場的動物總數會逐漸增加。

那麽15年後,將有14375,1375,875只動物。