- •Функционал. Вариация и её свойства.
- •2.Необходимое условие экстремума функционала. Уравнение Эйлера.
- •3) Функционалы вида: ;
- •4)Функционалы зависящие от производных порядка выше первого. Уравнение Эйлера-Пуассона.
- •5)Понятие об обобщённых функциях.
- •6.Дискретное логическое уравнение и его решения при различных значениях параметра.
- •7.Понятие о детерминированном хаосе. Странный аттрактор.
- •8.Задача Стефана о фазовом переходе. (рис)
- •9. Уравнение Римана. Ударные волны.
- •- Уравнение Римана.
- •10. Уравнение Кортевяга - де Фриза. Солитоны.
- •11.Фракталы. Фрактальная размерность.
- •12. Модель Мальтуса.
- •13. Модель Ферхюльста.
- •14. Модель «хищник-жертва».
- •15.Распределение примесей в атмосфере.
- •16. Течение грунтовых вод. Уравнение Буссинеска. Гидрологический барьер.
- •17,18. Приближенные аналитические решения. Метод теории возмущений для уравнения.Приближенные аналитические решения. Метод теории возмущений для границы.
- •19. Приближенные аналитические решения. Метод конформных отображений.
- •20. Приближенные аналитические решения. Использование степенных рядов.
- •21. Колебания круглой мембраны. Понятие о функциях Бесселя.
- •22.Численные методы. Метод конечных разностей для уравнения Лапласа.
- •23.Численные методы. Явные разностные схемы.Уравнение параболического типа
- •24. Численные методы. Неявные разностные схемы.
- •2 5. Численные методы. Метод Рунге-Кутта.
- •28.Приближенное решение уравнений в частных производных методами вариационного исчисления. Метод Ритца.
- •29.Принципы теории управления
- •30. Дифуры с запаздыванием.Модель хатчинсона
- •31. Матричная модель Лесли
- •32.Трофические функции.Метод линеаризации
- •33.Понятие о стохастическихдифурах
- •34. Функция Грина для круга
- •35. Понятие об ортогональных полиномах.
- •36. Ньютоновский потенциал.
- •Внешняя задача.
- •37. Уравнение Лапласа в сферических координатах.
- •38. Температурные волны в почве.
13. Модель Ферхюльста.
Это обобщённая модель Мальтуса. В этой модели вводится внутривидовая конкуренция.
- уравнение нелинейное.
Тип уравнения: уравнение Бернулли. =
z’+rz= ; - уравнение линейное, неоднородное.
0+ra=
; ⟹
При любом неч. условии предел будет =n. (РИС. график по Мальтусу); к – в данном случае – это ёмкость популяции т.е. то количества особей, которые могут прокормиться на данной территории. N=const. 1)N=0; 2)N=k;
Если к->∞, то модель Ферхюльста принимает вид модели Мальтуса..
14. Модель «хищник-жертва».
(из нета для общего развития)
Допустим, что на некоторой территории обитают два вида животных: кролики (питающиеся растениями) и лисы (питающиеся кроликами). Пусть число кроликов x, число лис y. Используя модель Мальтуса с необходимыми поправками, учитывающими поедание кроликов лисами, приходим к следующей системе, носящей имя модели Лотки — Вольтерра:
Эта система имеет равновесное состояние, когда число кроликов и лис постоянно. Отклонение от этого состояния приводит к колебаниям численности кроликов и лис, аналогичным колебаниям гармонического осциллятора. Как и в случае гармонического осциллятора, это поведение не является структурно устойчивым: малое изменение модели (например, учитывающее ограниченность ресурсов, необходимых кроликам) может привести к качественному изменению поведения. Например, равновесное состояние может стать устойчивым, и колебания численности будут затухать. Возможна и противоположная ситуация, когда любое малое отклонение от положения равновесия приведет к катастрофическим последствиям, вплоть до полного вымирания одного из видов.
В этой модели два вида взаимодействия. Аналитических решений нет, только численные.
-простейшее квадратичное уравнение
; Eи -положительные; -коэфф.смертности хищника в отсутствие жертвы
-характерн.скорость потребления жертвы хищником
Характерный прирост биомассы хищника за счет биомассы жертвы
Рис.1 Рис.2
-1-ое решение тривиально
; f(t+T)=f(t)<f>= -среднее значение за период
Проинтегрируем систему от 0 до Т:
/
< ; <
Вывели закон сохранения средних значений. Среднее значение численности каждого вида равно равновесному значению вида.
Введение управления фактора:
,
Варианты:1) => , 2) =>численность жертвы убывает, и убывает численность хищников.
15.Распределение примесей в атмосфере.
q-концентрац.примесей
=>
, , ; Q ,f(x,y,z)-распредюист.загрязнения, Q(t) Q -источник нах на одном месте, Q(t) Q -источник движется.
Рассм.упрощенную задачу: Q =0
1)нет зависимости от времени,2)точечный источник примеси
Найти распространение примеси по всей числовй оси:
Проинтегрируем урапвнение:
1 =>
При
Хар.уравнение:
-на конечных условиях примесь должна
=C
,
Рис.2 - +Q