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Logistic 方程


Logistic 方程(有時稱為 Verhulst 模型或 Logistic 增長曲線)是由皮埃爾·弗胡斯特(Pierre Verhulst,1845 年,1847 年)首次發表的人口增長模型。該模型在時間上是連續的,但將連續方程修改為離散二次遞迴方程(稱為 Logistic 對映)也得到了廣泛應用。

LogisticEquationContinuous

Logistic 模型的連續版本由以下微分方程描述

 (dN)/(dt)=(rN(K-N))/K,
(1)

其中 r馬爾薩斯引數(最大人口增長率),K 是所謂的承載能力(即最大可持續人口)。將兩邊除以 K 並定義 x=N/K,則得到微分方程

 (dx)/(dt)=rx(1-x),
(2)

這被稱為 Logistic 方程,其解為

 x(t)=1/(1+(1/(x_0)-1)e^(-rt)).
(3)

函式 x(t) 有時被稱為 Sigmoid 函式

雖然 r 通常被約束為正值,但上面解的圖示顯示了 r 的各種正值和負值,以及從 0.00 到 1.00 以 0.05 為步長的初始條件 x_0=x(t=0)

Logistic 方程 (3) 的離散版本被稱為 Logistic 對映

曲線

 x=a/(1+bq^t)
(4)

從 (3) 獲得,有時被稱為 Logistic 曲線。類似地,方程 (3) 的歸一化形式通常用作稱為 Logistic 分佈的統計分佈。


參見

Gompertz 曲線, 增長定律, 預期壽命, Logistic 分佈, Logistic 對映, Makeham 曲線, 馬爾薩斯引數, 人口增長, Sigmoid 函式

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參考文獻

Verhulst, P.-F. "Recherches mathématiques sur la loi d'accroissement de la population." Nouv. mém. de l'Academie Royale des Sci. et Belles-Lettres de Bruxelles 18, 1-41, 1845.Verhulst, P.-F. "Deuxième mémoire sur la loi d'accroissement de la population." Mém. de l'Academie Royale des Sci., des Lettres et des Beaux-Arts de Belgique 20, 1-32, 1847.Wolfram, S. A New Kind of Science. Champaign, IL: Wolfram Media, p. 918, 2002.

在 中被引用

Logistic 方程

引用為

Weisstein, Eric W. "Logistic Equation." 來自 --一個 Wolfram 網路資源。 https://mathworld.tw/LogisticEquation.html

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