1.2. Неподвижные точки одномерного отображения
Изучим динамику популяции, т.е. вид последовательности
при при различных значениях параметра .
При небольших
значение стремится к нулю независимо
от выбора ,
т. е. популяция, численность которой мы рассматриваем, выжить не может, сколько бы бактерий не было вначале.
Поведение последовательности удобно представить графически. Построим кривую
при одном из рассматриваемых значений
и прямую у = х (см. рисунок). Отложим
по оси абсцисс, проведём вертикаль до пересечения с кривой у = f (x) (точка А),
затем горизонталь до пересечения с прямой у = х (точка В) и снова вертикаль до пересечения
с кривой y = f (x) (точка С с координатой ).
Легко проверить, что = f ( ).
Взяв точку за начальную и повторив
те же операции, получим и т. д.
Из рисунка видно, что при .
Из формулы (14.2) следует, что функция f (x) переводит отрезок [0, 1] в отрезок [0, 1/4].
Если то все значения
лежат на отрезке [0, 1] при условии, что
Именно поэтому говорят, что формула (14.2) задаёт отображение отрезка на себя.
При значениях ,
немного больших 1, последовательность
стремится к некоторому постоянному значению ,
зависящему от . Следовательно,
численность популяции с течением времени стабилизируется (см. рисунок). Для модели (14.2)
это означает, что, начиная с некоторого момента, будет выполняться равенство:
позволяющее определить значение из уравнения:
При < 1 квадратное уравнение (14.3)
имеет один неотрицательный корень = 0.
При > 1 квадратное уравнение (14.3) имеет два неотрицательных корня:
При = 1 происходит бифуркация:
в системе появляется устойчивая неподвижная точка ,
а точка теряет устойчивость.
|