Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js

˙x=a(bx)x

Den logistiske likningen

Svært lik vår tidligere likning ˙x=ax, men med en liten aldri så liten endring. Konstanten a, som tidligere sto alene foran x har nå en venn, (bx). Dersom vi fortsatt behandler dette uttrykket slik som før kan vi nå tenke på det som noe som vokser i takt med seg selv ganger med a(bx). Den vil altså slutte å vokse når xb.

510155−5
a = 1.00
b = 1.00
Funksjonen a(bx)

En vekst som synker når funksjonen går mot en viss verdi kan også observeres flere plasser i livet. Det kan kanskje for eksempel være sannsynligheten for å finne elektroner i forskjellige energinivå, populasjonen på en øy over tid eller sykdomsutbrudd i en pandemi.

Løsning

Differensiallikningen kan løses med separasjon (pensum i R2, søk på nettet dersom du lurer), og gir:

x=beabtC+eabt

12345−112345−1−2−3−4−5
a = 1.00
b = 5.00
C = 1.00
oransje: x=beabtC+eabt

Grafen vil stabilisere seg ved x=b, da den i dette punktet har derivert lik null (se selv: ˙x=a(bx)x).

Initialbetingelser

Ved å sette inn t=0 kan man finne C uttrykt av initialbetingelser:

C=bx(0)x(0)

12345−112345−1−2−3−4−5
a = 1.00
b = 5.00
x0 = 1.00
x=beabtC+eabt gitt av a,b,x0

Hvis vi da tar i bruk "populasjon på øy"-tolkningen av denne grafen har vi at a er reproduksjonsraten, b er landets makskapasitet og x(0) er antall kaniner som ble importert inn (eksempelvis i antall tusen).