Dekpunten en stabiliteit

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Berichten: 4

Dekpunten en stabiliteit

Voor een opdracht moet ik naar aanleiding van een paar populaties insecten die zich ontwikkelen volgens
\(x_{n+1}=\frac{\lambda x_{n}}{(1+x_{n})^b}\)
onderzoek doen naar de dekpunten en stabiliteit van die formule.

Eerst had ik de dekpunten bepaald door
\(x=\frac{\lambda x}{(1+x)^b}\)
op te lossen. Hier kwamen als dekpunten
\(x=\sqrt[b]{\lambda}-1\)
en
\(x=0\)
uit.

Vervolgens moest ik kijken naar de stabiliteit van deze twee dekpunten (stabiliteit is hier gedefinieerd zodat als
\(|f'(a)|<1\)
, dat a dan een stabiel dekpunt is van f). Hiervoor moest ik dus eerst de afgeleide van de tweede formule bepalen, die gelijk is aan
\(\lambda ((1+x)^{-b}-xb(1+x)^{-b-1})\)
Eerst had ik
\(x=0\)
in deze afgeleide ingevuld. Daar kwam uit dat de uitkomst, ongeacht de waarden van
\(\lambda\)
en
\(b\)
, altijd gelijk is aan 1. Daar waren geen problemen mee.

Nu moet ik echter de andere waarde invullen,
\(\sqrt[b]{\lambda}-1\)
. Als ik dat invul krijg ik een functie afhankelijk van
\(\lambda\)
en
\(b\)
:
\(1+b(\frac{1}{\sqrt[b]{\lambda}}-1)\)
Deze moet ik volgens de opdracht vervolgens gelijkstellen aan -1, 0 en 1 en vervolgens daarvan drie krommen tekenen in een assenstelsel met
\(\lambda\)
op de x-as en b op de y-as.

Mijn idee was dus om bijvoorbeeld de vergelijking
\(-1=1+b(\frac{1}{\sqrt[b]{\lambda}}-1)\)
om te schrijven naar een formule van de vorm 'b = ietsmetlabda' en vervolgens gewoon de functie te plotten. Het probleem is nu dat het me niet lukt om de formule naar die vorm om te schrijven. Het enige waar ik op uitkom is
\(b=\frac{-2\lambda ^{2/b}}{(\lambda -1)^{1/b}}\)
waarbij er nog altijd b aan de rechterkant zit.

Weet iemand hoe ik dit anders kan doen, of ben ik ergens de fout in gegaan?

Alvast bedankt.

Berichten: 7.068

Re: Dekpunten en stabiliteit

Eerst had ik
\(x=0\)
in deze afgeleide ingevuld. Daar kwam uit dat de uitkomst, ongeacht de waarden van
\(\lambda\)
en
\(b\)
, altijd gelijk is aan 1.
Volgens mij klopt dat niet. Volgens mij komt er \(\lambda\) uit als je nul invult.
Het probleem is nu dat het me niet lukt om de formule naar die vorm om te schrijven.
\(-1=1+b(\frac{1}{\sqrt[b]{\lambda}}-1) \rightarrow -2 = b (\frac{1}{\sqrt[b]{\lambda}} - 1) \rightarrow -2 \sqrt[b]{\lambda} = b (1 - \sqrt[b]{\lambda}) \rightarrow -2 \sqrt[b]{\lambda} = b - b \sqrt[b]{\lambda} \)
\( (b - 2) \sqrt[b]{\lambda} = b \rightarrow \sqrt[b]{\lambda} = \frac{b}{b-2} \rightarrow \lambda = ( \frac{b}{b-2})^b \)
Dit lijkt me plotbaar...

Berichten: 4

Re: Dekpunten en stabiliteit

LPAS schreef:Eerst had ik
\(x=0\)
in deze afgeleide ingevuld. Daar kwam uit dat de uitkomst, ongeacht de waarden van
\(\lambda\)
en
\(b\)
, altijd gelijk is aan 1.
Volgens mij klopt dat niet. Volgens mij komt er \(\lambda\) uit als je nul invult.
Dat klopt inderdaad, foutje van mijn kant.
Het probleem is nu dat het me niet lukt om de formule naar die vorm om te schrijven.
\(-1=1+b(\frac{1}{\sqrt[b]{\lambda}}-1) \rightarrow -2 = b (\frac{1}{\sqrt[b]{\lambda}} - 1) \rightarrow -2 \sqrt[b]{\lambda} = b (1 - \sqrt[b]{\lambda}) \rightarrow -2 \sqrt[b]{\lambda} = b - b \sqrt[b]{\lambda} \)
\( (b - 2) \sqrt[b]{\lambda} = b \rightarrow \sqrt[b]{\lambda} = \frac{b}{b-2} \rightarrow \lambda = ( \frac{b}{b-2})^b \)
Dit lijkt me plotbaar...
Nu zit ik alleen met het probleem dat in de opgave
\(0.7<b<3.3\)
en die functie is alleen gedefinieerd op
\(b=1\)
en
\(b>2\)
.

Berichten: 175

Re: Dekpunten en stabiliteit

En wat komt eruit als je
\(1+b(\frac{1}{\sqrt[b]{\lambda}}-1)\)
gelijk stelt aan 0 en dan oplost naar labda? Bij mij komt er ((-1-b)/b)^(-b) uit... Dat kan ik niet plotten... Dus klopt dat? Kun je dat mooier schrijven. Ik vind dit zo lelijk. :-( En bij gelijkstelling aan 1, komt er labda=1 uit, of niet?

Berichten: 7.068

Re: Dekpunten en stabiliteit

Bij mij komt er ((-1-b)/b)^(-b) uit...
ik vind:
\(\lambda = (\frac{b}{b-1})^b\)

komt er labda=1 uit, of niet?
Dat vind ik ook.

Berichten: 175

Re: Dekpunten en stabiliteit

Klaas-Jan schreef:Bij mij komt er ((-1-b)/b)^(-b) uit...
ik vind:
\(\lambda = (\frac{b}{b-1})^b\)

komt er labda=1 uit, of niet?
Dat vind ik ook.


Je hebt helemaal gelijk... Ik was niet helemaal consequent met een minnetje... Kunnen we deze waarden ook omschrijven naar b... Dus dat labda op de x-as komt? Want dat lukt bij mij niet, bij geen van de waarden...

Berichten: 4

Re: Dekpunten en stabiliteit

Bij mij komt er dan
\((\frac{b}{b-1})^b\)
uit. Dat is plotbaar vanaf
\(b=1\)
.

Overigens ben ik er vandaag achtergekomen dat ik de opdracht niet helemaal goed heb begrepen. Ik wilde per sé een functie met
\(\lambda\)
als variabele hebben, maar dat is helemaal niet nodig. Toch bedankt voor de hulp!

Naar mijn weten is het overigens niet mogelijk om die functie om te schrijven naar
\(b=...\)
. Je houdt dan namelijk altijd een
\(b\)
aan beide kanten.

Berichten: 175

Re: Dekpunten en stabiliteit

LPAS schreef:Bij mij komt er dan
\((\frac{b}{b-1})^b\)
uit. Dat is plotbaar vanaf
\(b=1\)
.

Overigens ben ik er vandaag achtergekomen dat ik de opdracht niet helemaal goed heb begrepen. Ik wilde per sé een functie met
\(\lambda\)
als variabele hebben, maar dat is helemaal niet nodig. Toch bedankt voor de hulp!

Naar mijn weten is het overigens niet mogelijk om die functie om te schrijven naar
\(b=...\)
. Je houdt dan namelijk altijd een
\(b\)
aan beide kanten.
Dat lijkt me vreemd... Want ik dacht juist dat de opdracht was dat labda op de x-as moest... Toch?

Berichten: 4

Re: Dekpunten en stabiliteit

Dat dacht ik ook, maar de opdracht is ook te doen met
\(b\)
op de x-as.

Berichten: 175

Re: Dekpunten en stabiliteit

Dat dacht ik ook, maar de opdracht is ook te doen met
\(b\)
op de x-as.


Mooi [rr] Dan heb ik niets verkeerd gedaan :wink:

Berichten: 175

Re: Dekpunten en stabiliteit

Nn+1 = (labda Nn) / ((1+a Nn)^b)

Ik moet bewijzen dat deze recursie in de simultane limiet a->0, b->oneindig, met inachtneming dat ab reeel is, leidt tot

Nn+1 = (labda Nn) / (e^(ab Nn)), het zogenaamde model van Ricker...

Hoe toon ik dat aan?

Reageer