【趣味数学题】逻辑斯蒂增长模型
郑涛(Tao Steven Zheng)著
【问题】
逻辑斯蒂增长模型(Logistic growth model)的微分方程是
其中 是种群增长速率(单位时间数量的改变),
是比增长率 (proportional growth rate),
是种群的大小(个体的数量),
是可能出现的最大种群数承载力(carrying capacity)。
题一:求此微分方程的稳态解(steady-state solutions)?
题二:如果初始条件 ,求解微分方程。


【题解】
题一
稳态解(steady-state solutions)出现在 。 那么,
所以这个微分方程有两个稳态解: 和
。
题二
把微分方程 改写成
。
使用部分积分法(integration by parts):
其中
因此,
令 ,所以
解初始条件问题:
因此,