Формальная модель «Жертва-хищник с отловом»


Задание.    Построить формальную модель, описывающую численность популяций в модели «Жертва-хищник с отловом», в которой производится отлов не только жертв, но и хищников.

Формальная модель. Популяции обычно существуют не изолированно, а во взаимодействии с другими популяциями. Наиболее важным типом является взаимодействие между жертвами и хищниками (например, караси-щуки, зайцы-волки и т.д.). В модели жертва-хищник количество жертв xn и количество хищников yn связаны между собой. Количество встреч жертв с хищниками можно считать пропорциональной произведению собственно количеств жертв и хищников, а коэффициент f характеризует возможность гибели жертвы при встрече с хищниками. В этом случае численность популяции жертв уменьшается на величину  fxnyn и формула для расчета численности жертв принимает вид:

xn+1 = (a - bxn) ∙xn  - с -  fxnyn

Численность популяции хищников в отсутствие жертв (в связи с отсутствием пищи) уменьшается, что можно описать рекуррентной формулой

yn+1 = dyn

где значение коэффициента d < 1, характеризует скорость уменьшения численности популяции хищников.

Увеличение популяции хищников можно считать пропорциональной произведению собственно количеств жертв и хищников, а коэффициент e характеризует величину роста численности хищников за счет жертв. Тогда для численности хищников можно использовать формулу:

yn+1 = dyn  +  exnyn

На численность хищников влияет отлов, заданный коэффициентом g, поэтому численность хищников можно определить по формуле:

yn+1 = dyn  +  exnyn   -  g