Nun wollen wir unser Rechenverfahren leicht abändern.
Zuerst wollen wir jetzt die Werte für xn als prozentuale Anteile auffassen, d.h. x1 = 0,01 bedeutet, dass 1% des zur Verfügung stehenden Raumes für die Kaninchen belegt ist (durch Kanninchen natürlich). dadurch geben wir keine Anzahlen mehr an, sondern nur noch Prozente.
Ein Zusatzfaktor (1-xn) begrenzt das Wachstum. Kommt xn an die 1, also an 100% ran, so wird der Begrenzungsfaktor 1-xn kleiner und die nächste Populationsprozentzahl steigt nicht mehr so stark an.
Vereinfacht: Sind zuviel Kaninchen da, begrenzt sich die Population wegen Platz- oder Nahrungsmangel von allein. Unsere Gleichung lautet jetzt:
x(n+1) = a*xn * (1-xn) = a*xn - a*(xn)².
Ich schreib das auch nochmal in gewohnter Weise auf:
Ich rechne mal ein paar Beispiele durch.
Wir haben a = 2 und x1 = 0,01:
x(n+1) a*xn a*xn * (1-xn)
x2 0,02 0,0198
x3 0,04 0,0388
x4 0,08 0,0746
x5 0, 6 0,0138
x6 1,2 0,238
Rechnet mal nach und zeichnet euch das mal auf...auf die x-Achse die Nummer (die Jahreszahl) und auf der y-Achse der Wert für x(n+1).
Und jetzt müsst ihr spielen...
Nehmt mal verschiedene Anfangswerte x1, variiert die Vermehrungszahl a (a =0,2 oder a=1 oder a=3 oder a=3,4 oder a=5....).
Versucht mal Regelmäßigkeiten zu erkennen.
Alles seltsame, das passiert, liegt daran, dass wir jetzt eine nichtlineare Gleichung haben (es steht ein Quadrat oben n der Gleichung).
Die Gleichung heißt auch Verhulst-Gleichung, nach ihrem Entdecker 1845, oder logistische Gleichung.
Und wenn wir statt reellen Zahlen in der nächsten Runde das mit komplexen Zahlen machen, wird es noch interessanter.
wird fortgesetzt...
Wegen der Corona-Pandemie ist das SFN geschlossen. Der Ferienworkshop Mathematik findet deshalb als Blog statt. Austausch und Diskussion in SFN-Online https://discord.gg/eh6eP6E
Ziel des Workshops
Was sind komplexe Zahlen?
Einführung in das Rechnen mit komplexen Zahlen
Komplexe Zahlen sind wie Vektoren sind aber keine Vektoren
Warum es Wurzeln aus negativen Zahlen gibt
Exponentialfunktion liefert Kreise
Einfache Beschreibung von Schwingungen durch komplexe Zahlen
Wechselstromwiderstände lassen sich durch komplexe Zahlen zusammenfassen
Erzeugung von fraktalen Mustern durch einfach Gleichungen
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