其中较差环境在十五年的时候已濒临灭绝。 ? 问题3:
在较差的自然环境下,如果想要山羊的数量稳定在60只左右,设每年需人工饲养的动物数为a,则
y3=100*(1-4.0%).^x+a*(1-(1-0.04).^x)/4.0%。
在t年以后山羊数量逐渐稳定在60只左右,即就是山羊增长率为0,即x>=t时,y3→60,dy3(t)=0。 用MATLAB作M文件程序如下; Syms a t x;
y3=100*(1-0.04).^x+a*(1-(1-0.04).^x)/0.04; solve(‘y3(t)=60’,‘x=t’, ‘dy3(t)=0’);
通过函数图像显示,在a=2.4的时候函数值最接近于y3(t)的值。即就是在a=2.4的时候山羊数量稳定在60只左右。 稳定趋势如图:
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由于在实际生活中每年的人工繁殖数a只能取整数,故对a=2和a=3再进一步讨论如下: 当a=2时;y3函数图像如下:
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当a=3时;y3函数图像如下:
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由图像可知,当a=2的时候,山羊数量稳定在50只左右,当a=3的时候,山羊数量稳定在75只左右。可见,当每年人工繁殖2只的时候最接近要求。
七·模型改进方向及应用
1、在考虑捕获动物对其造成的影响是是否会灭绝的问题时,可不必单独对捕获1、2或3只考虑,而应对捕获m只一般性考虑,编写程序在不同数量评价的标准n的情况下,并输出相应的“灭绝”、“骤减”等更详细的结果。
2、动物的增长率不可能是恒定不变的,随着动物数量的增加,动物内部也会存在竞争,从而影响动物的增长率。
3、在判断物种是否濒临灭绝时,能相应的再考虑怎样具体的保护该物种不致灭绝,建立合理化的模型,给出合理的方案,是可以进一步研究的课题。例如,改善物种的生活环境,人工繁殖等等。
4、在建立模型解需人工繁殖多少只来稳定物种数量时,对于解出的非整数解的处理还需要改进,有时取其邻近整数解并不可靠,而且通过图像分别考虑其整数解的是否合适,在实际生活中也不十分可行,模型也需要改进。
5、动物每年的捕捉和繁殖不可能只在某一个点进行,所以此模型的假设为只在每年年末进行捕捉或繁殖有待改进。 八·附件
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(一)文中出现的程序:
在较好环境下山羊数量变化过程图在matlab中的程序代码:
x=1:1:100;
y=100.*(1+0.015).^x; scatter(x,y,'.')
在中等环境下山羊数量变化过程图在matlab中的程序代码:
x=1:1:100;
y=100.*(1+0.005).^x; scatter(x,y,'.')
在较差环境下山羊数量变化过程图在matlab中的程序代码:
x=1:1:100;
y=100.*(1-0.040).^x; scatter(x,y,'.')
每年捕获三只,在较好环境下山羊数量变化过程图在matlab中的程序代码:
x=1:1:100;
y=100.*1.015^x-3.*(1.015^x-1)/0.015; scatter(x,y,'.') ;
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每年捕获三只,在中等环境下山羊数量变化过程图在matlab中的程序代码:
x=1:1:100;
y=100.*1.005.^x-3.*(1.005.^x-1)/0.005; scatter(x,y,'.') ;
每年捕获三只,在较差环境下山羊数量变化过程图在matlab中的程序代码:
x=1:1:100;
y=100.*0.96.^x-3.*(1-0.96.^x)/0.04; scatter(x,y,'.') ;
(二)参考文献
1、姜启源、谢金星、叶俊, 数学模型(第三版)北京:高等教育出版社,2003
2、欧宜贵,李志林,洪世煌.计算机模拟在数学建模中的应用. 海南大学学报,2004,22
3、 李志林,欧宜贵.计算机模拟建模.工程数学学报,2005,22(8):81-84
4、 李志林,欧宜贵. 数学建模竞赛与数学素质和人文素质培养. 高等数学研究,2003。
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