Matematik

Logistisk vækst uden grænseværdi

26. januar kl. 15:56 af SB0 - Niveau: A-niveau

Har fået stillet dette spørgsmål i matematik: Forklar om den logitiske vækst. Giv et eksempel, hvor grænseværdien ikke eksisterer.

Er i tvivl om, hvordan man kan have en logistisk vækst, hvor grænseværdien ikke eksisterer.
Hvis der ikke er en grænseværdi, er funktionen så ikke eksponentiel?

Er der nogen som har mulighed for at forklare mig dette og evt. give et eksempel?


Brugbart svar (0)

Svar #1
26. januar kl. 20:24 af M2023

#0. Det kommer an på koefficienterne, og hvor man starter. Typisk er der en øvre og nedre grænse, der adskiller løsningerne (se nedenstående tegning). 

Hvis man ser på det rent matematisk, det vil sige uden at det behøver, at have noget med virkeligheden at gøre, så kan man godt starte uden for disse grænser, og så kan løsningen divergere.

På nedenstående billede divergerer løsninger, der starter under den nedre røde linje.

Vedhæftet fil:Logistisk.png

Svar #2
27. januar kl. 15:24 af SB0

Tak for svaret

I forhold til funktionen, der starter under den røde linje, er det ikke en hyperbel? og ikke en logistisk funktion?

Er stadigvæk i tvivl om, hvordan en logistisk funktion kan eksisterer uden en grænseværdi. Hvordan ville sådan en funktion se ud?


Brugbart svar (1)

Svar #3
27. januar kl. 18:11 af M2023

#2. Hvis vi nu starter fra grunden, så kan en logistisk differentiallignng skrives:

y' = a·y·(b - y), med startbetingelsen y(0) = c. Løsningen til dette er 

y(x)=\frac{b}{\frac{c}{b-c}e^{-abx}+1}

Her vil a, b og c være positive i realistiskle tilfælde, det vil sige, når man ser på antallet af dyr på en ø eller lignende. Når det er tilfældet, så vil man få en af det to øverste af de tre nedenstående kurver: 

Den øverste lilla kurve svarer til, at der fra starten er flere dyr på øen end, der levemuligheder for (eller c > b). Med tiden vil de nærme sig den øverste af de to røde linjer, der er lig med y = b.

Hvis 0 < c < b vil man få den blå kurve, der vokser op mod den øvre grænse. Dette er den, som man normalt ser.

Den nederste lilla kurve hører sammen med den øverste rent matematisk, men har ikke nogen fysisk fortolkning, da man ikke kan have negative antal. Som det ses, har denne kurve en lodret asymptote, som er

x = \frac{ln\left ( \frac{b-c}{c}\right )} {ab}

Vedhæftet fil:Logistisk.png

Svar #4
27. januar kl. 18:43 af SB0

Tusind tak for hjælpen, det giver god mening. 


Brugbart svar (0)

Svar #5
27. januar kl. 23:31 af M2023

#3. En rettelse: For c ≠ 0 får man: 

y(x)=\frac{b}{\frac{b-c}{c}e^{-abx}+1}

For c = 0 får man y(x) = 0.

Hvis a = 0, så får man løsningen y(x) = c.

Hvis a < 0 får man en omvendt s-kurve, der aftager fra b til 0, når b > 0 og 0 < c < b. Når c < 0 eller c > b, så får man en kurve med to gerne, der begge vokser. Den gren der er ligger over y = b går mod uendelig, mens den der ligger under 0 går mod 0.

For b = c får man løsningen y(x) = b = c. 

For b < 0 får man b som nedre grænse i stedet for øvre, men i øvrigt det samme.


Brugbart svar (0)

Svar #6
28. januar kl. 15:38 af M2023

#3. Rettelse:...

x = \frac{ln\left ( \frac{c-b}{c}\right )} {ab}


Skriv et svar til: Logistisk vækst uden grænseværdi

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.