數學建模案例【人口模型】
(馬爾薩斯人口模型,Logistic模型)
(注:參考慕課網課程,非完全原創。)
p(t) 是t時刻的人口數量
問題1:在知道當前或過去某個時刻的人口數量的情況下,預測未來某個時刻的人口數量?
問題2:t趨於無窮時,即在遙遠的未來,人口趨勢是怎樣的?
馬爾薩斯人口模型:
問題1:
在短時間發生的變化: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;
![]()
問題2:
函數模型人口數量是時間變量的指數函數,成指數增長。
Logistic模型:
考慮r的變化:
假設地球最多能夠支撐的人口數量為K:![]()
N(t)表示t時間處的人口數量: 
求得: 
方程曲線描述:

離散化:
取時間的離散步長為1,則:
取定參數k,考慮不同的參數r,作圖分析:
靜態解

二周期:

四周期:

N(t)—— r

