主題
Search

Lotka-Volterra 方程


Lotka-Volterra 方程描述了一個生態學中的捕食者-獵物(或寄生蟲-宿主)模型,該模型假設,對於一組固定的正數常數 A (獵物的增長率),B (捕食者摧毀獵物的速率),C (捕食者的死亡率),以及 D (捕食者透過消耗獵物而增長的速率),以下條件成立。

1. 獵物種群 x 以速率 dx=Axdt 增長(與獵物數量成正比),但同時被捕食者以速率 dx=-Bxydt 摧毀(與獵物和捕食者數量的乘積成正比)。

2. 捕食者種群 y 以速率 dy=-Cydt 減少(與捕食者數量成正比),但以速率 dy=Dxydt 增加(同樣與獵物和捕食者數量的乘積成正比)。

LotkaVolterraEquations

這給出了耦合微分方程

(dx)/(dt)=Ax-Bxy
(1)
(dy)/(dt)=-Cy+Dxy,
(2)

其解如上圖所示,其中獵物以紅色顯示,捕食者以藍色顯示。在這種模型中,獵物曲線總是領先於捕食者曲線。

臨界點發生在 dx/dt=dy/dt=0 時,因此

A-By=0
(3)
-C+Dx=0.
(4)

因此,唯一的駐點位於 (x,y)=(C/D,A/B)


另請參閱

增長, 增長定律, Logistic 對映, 人口增長

使用 探索

參考文獻

Boyce, W. E. and DiPrima, R. C. Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems, 5th ed. New York: Wiley, p. 494, 1992.Zwillinger, D. Handbook of Differential Equations, 3rd ed. Boston, MA: Academic Press, p. 135, 1997.

在 中被引用

Lotka-Volterra 方程

請引用為

韋斯坦因,埃裡克·W. "Lotka-Volterra 方程。" 來自 --一個 Wolfram 網路資源。 https://mathworld.tw/Lotka-VolterraEquations.html

主題分類