單峰映象
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單峰映象是種多項式映射,顯示了簡單非線性動力方程能帶來混沌的結果。這種映射因生物學家Robert May在1976年發表的一篇論文而著名。單峰映象原本被Pierre François Verhulst用作一個人口學模型,後來應用在物種受到限制因素之下的數目。這是根據兩個平常現象:
- 繁殖增加的人口跟物種的原本的總數目(大約)正比;
- 餓死的數目,跟環境資源的「最大容量」減去物種中成員死亡的數目成正比。
數學上可寫成
,其中
是介於0和1之間的數,表示在第
年的物種數目。
是正整數,是根據繁殖和餓死率而得出的數。
[编辑] r的值對結果的影響
不論x_0(開始數目)的大小,r的值:
- 0和1之間:
會越來越少,趨近0; - 1和2之間:經過幾次迭代,
便為
,穩定地發展; - 2和3之間:經過幾次迭代,
也會越來越接近
,但最初會在這個值左右振動,而這個趨近率是線性的; - 3:
仍然會越來越接近
,但趨近率极为缓慢,不是線性的; - 3和1+√6(約3.45)之間:
會在2個值之間週期出現,即它可能循環地為a,b,a,b...一直下去。 - 約大於1+√6:
會在4个、8個、16個、32個值……之間出現,至於
何時會令x_n的值由n個到2n個,則和費根鮑姆常數
有關。 - 約為3.57:這樣的振動消失,整個系統在混亂的狀態之中。不過,當中有些值還是有週期性的情形出現。例如當
約大於3.82,會出現3個值的週期、6個的、12個的……亦有5個值、7個值的週期等,總之所有週期都可以出現。 - 大於4:系統将逐渐抛离区间[0,1],并发散。
這些情況可用分枝圖表示:
分枝圖是一個碎形。
[编辑] 外部連結
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,穩定地發展;
有關。