Численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений и систем: Методические указания к курсовой работе, страница 11

Значения параметров     

Если при вводе параметров на экран выводится подсказка к вводу, следует  остается набрать соответствующие значения вводимых переменных.

Результаты расчета

Результаты расчета должны выводяться в файл

Содержимое выходного файла (файла результатов) для данного примера:

Число точек деления

n=20

Промежуток интегрирования

A=x0= 0.00  b=10.00

Начальные значения функций y0, z0

    80    30

Параметры уравнения

    al=  0.25  be= -0.01  gam= -1.00  del=  0.01


Таблица 2.3

____________________________

    x      y        z

____________________________

  0.00  80.00000  30.00000

  0.50  78.60834  27.03736

  1.00  78.36068  24.26878

  1.50  79.14334  21.81389

  2.00  80.84705  19.73045

  2.50  83.37126  18.03635

  3.00  86.62169  16.72811

  3.50  90.50424  15.79455

  4.00  94.91629  15.22626

  4.50  99.73606  15.02197

  5.00 104.81017  15.19266

  5.50 109.93986  15.76377

  6.00 114.86755  16.77483

  6.50 119.26757  18.27463

  7.00 122.74887  20.30817

  7.50 124.88152  22.89107

  8.00 125.26032  25.96890

  8.50 123.60926  29.36908

  9.00 119.90367  32.77082

  9.50 114.45120  35.73185

 10.00 107.86486  37.79394

 10.50 100.91430  38.63228

 11.00  94.32622  38.16470

 11.50  88.63666  36.55674

 12.00  84.14654  34.13390

 12.50  80.95956  31.26541

 13.00  79.05166  28.27631

 13.50  78.33388  25.40679

 14.00  78.69451  22.80920

 14.50  80.02139  20.56469

 15.00  82.21026  18.70551

 15.50  85.16477  17.23528

 16.00  88.79167  16.14470

 16.50  92.99314  15.42267

 17.00  97.65691  15.06388

 17.50 102.64460  15.07374

 18.00 107.77836  15.47144

 18.50 112.82697  16.29082

 19.00 117.49417  17.57775

 19.50 121.41505  19.38114

 20.00 124.17078  21.73314

____________________________

2.3.6 Анализ результатов

Для анализа результатов представим их в графической форме. Построим  так называемую траекторию решения, а именно график зависимости одной искомой функции от другой. В общих обозначениях это зависимость z  от y. Мы  исключили  из рассмотрения время, которое в данном случае является параметром.

С этой целью результаты, полученные на экране, переносятся  в таблицу EXCEL,  и по ним строится точечная диаграмма. По графику можно проследить изменение численности жертв и хищников во времени при движении вдоль кривой. Вначале количество жертв растет, а число хищников уменьшается, затем начинается восстановление популяции хищников, при этом число жертв какое-то время почти не меняется, а потом начинает уменьшаться. График зависимости z  от  y показан на рис. 2.6.

Отметим некоторые качественные особенности решения, показанного на рис. 2.6.  Рассмотренная система имеет стационарную точку. Стационарной точкой называется точка в пространстве решений, в которой правые части всех уравнений обращаются в нуль. Если в качестве начальных значений неизвестных функций взять координаты стационарной точки, то легко понять, что в этом случае значения неизвестных функций остаются постоянными в силу равенства нулю их производных. Если начальные условия близки к стационарной точке, то, как правило, решение совершает колебания вблизи   этой точки или приближается к ней.

Рис. 2.6.  Траектория решения при указанных исходных данных

Графики зависимости  популяций от времени  показаны на рис. 2.7.

Рис. 2.7 Зависимость численности видов от времени.