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升级   2.5% TA的每日心情 | 开心 2014-8-13 15:17 |
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问题分析 ) ~( S0 S3 O! \5 \ S4 _. B' c
男生追女生,对男生来说最重要的是学习、爱情两不误。因此我们引进男生的学业成绩函数Y(t)。
, o" V/ o6 B; a4 M; Q" q: {2 H: k; N4 |' I. e
首先,我们不考虑男生的追求攻势,则影响该函数的因素主要是两个人的关系程度。为了便于分析,我们将两人的关系简化为女生对该男生的疏远度,于是引入疏远度函数X(t)。 . c$ v6 s' k! ?0 U# T
. M$ R- f6 o8 f K9 ]4 ?4 } 问题就转化为求解Y(t)和X(t)的相互作用关系。利用微分,很容易就可以求出两者的关系。但现实中男生可能会对该女生发起一轮轮的追求攻势,因此还要考虑到追求攻势对模型的影响。而追求攻势又与女生的疏远度有关,可以简化地将两者看成是正比关系。将追求攻势加入到模型中,就可以找出攻势与Y(t)和X(t)的关系了。 ' h/ ^+ F1 W1 K3 s
9 a) Z5 W }5 J0 _; S 模型假设
4 r1 M# V( Y+ F+ Y: H; s" A& V' \! M4 W3 M
1、t时刻A君的学业成绩为Y(t);
3 @$ H/ k: D+ x& ~9 h" z4 Q6 q' q4 ~( ?& C* M9 C5 a V( k5 G5 R
2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t); 2 q" X! ?. @6 V( b( G+ l& N' z
0 X$ d* ^; z$ n/ ?9 D 3、当A君没开始追求B女时B女对A君的疏远度增长(平时发现的A君的不良行为)符合Malthus模型,即dX/dt=aX(t)其中a为正常数。
1 X4 O# \ A+ H' R- o
5 |+ R8 H) o* t' M 4、当Y(t)存在时,单位时间内减少X(t)的值与X(t)的值成正比,比例常数为b,从而 dX(t)/dt=aX(t)-bX(t)Y(t)。
! ^) L/ f* }( m
# c: F+ A: K- N( k 5、A君发起对B女追求后,立即转化为B女对A君的好感,并设定转化系数为 α,而随着的A君发起对B女的追求,A君学业的自然下降率与学业成绩成正比,比例系数为e。于是有dY(t)/dt=αbX(t)Y(t)-eY(t)。
2 f2 D! c* S% C$ E4 z8 G1 w
. B. z/ |2 m' B0 t! P9 }( J 模型构成
0 j& r+ V% M& X6 n, a
) u$ Y* x1 M3 j, ?7 B 由假设4和假设5,就得到了学业与疏远度在无外界干扰的情况下互相作用的模型:
7 J# ~3 V4 O; @. O4 x+ O7 t6 ?: g* U# r9 f8 v4 ]6 P, v' \
{dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1)
) o, D: A0 ?9 Q. `0 A& x n A5 [9 ~
这是一个非线性自治系统,为了求两个数X与Y的变化规律,我们对它作定性分析。令{aX-bXY=0;cXY-eY=0} 解得系统(1)的两个平衡位置为:O(0,0),M (e/c,a/b)。从(1)的两方程中消去dt,分离变量可求得首次积分:
/ b! C5 z2 b! w5 x' A4 v' u; C9 J! }' C# R( p
F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2)
4 k; N! q6 N3 v/ W2 I
! V3 ?6 f4 J0 ~" m 容易求出函数F(X,Y)有唯一驻点为M(e/c,a/b)。再用极值的充分条件判断条件可以判断M是F的极小值点。同时易见,当X→∞(B女对A君恨之入骨)或Y→∞ (A君是一块只会学习的木头)时均有F→∞;而X→0(A君作了变形手术,B女对他毫无防备)或Y→0(A君不学无术,丝毫不学习)时也有F→∞。由此不难看出,在第一象限内部连续的函数z=F(X,Y)的图形是以M为最小值点,且在第一卦限向上无限延伸的曲面,因而它与z=k(k>0)的交线在相平面XOY的投影F(X,Y)=k (k>0)是环绕点M的闭曲线簇。这说明学业成绩和疏远度的指数成周期性变化。
9 c% O* b0 n; o7 h# A1 z
6 {6 ~2 y3 H8 A- P! J. X 结果解释
- X7 K/ t* E- D4 j) c
+ ?& x8 ^& r2 z) Z8 l( h; g 从生态意义上看这是容易理解的,当A君的学习成绩Y(t)下降时,B女会疏远 A君,疏远度X(t)上升;于是A君就又开始奋发图强,学习成绩Y(t)又上升了。于是B女就又和A君开始了来往,疏远度X(t)又下降了。与B女交往多了,当然分散了学习时间,A君的学习成绩Y(t)下降了。 - F: S' S v& }3 V# Q! H
) `- h9 _0 \0 m2 Z' l/ D 然而我们可证明,尽管闭轨线不同,但在其周期内的X和Y的平均数量都分别是一常数,而且恰为平衡点M的两个坐标。事实上,由(1)的第二个方程可得: dY/Ydt=cX- e,两端在一个周期时间T内积分,得:
/ B3 }5 L+ ?! t3 |/ N, T- t! R3 ]. e; F8 d
∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3)
$ w" m2 Z# e, a/ `( K4 g: L+ S5 H1 p# _: `
注意到当t经过一个周期T时,点(X,Y)绕闭轨线运行一圈又回到初始点,从而:∫(dY/Ydt)dt=∮dY/Y=0。所以,由(3)式可得:(∫Xdt)/T=e/c。 ; A% w2 w x4 s
* K4 K; H0 ~& e5 S; H
同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。 * M4 r6 n, c' m! Q
7 I: ?3 f; F+ }0 N1 U% {# d. |5 T
模型优化
$ \: t0 y! S$ z: j4 ~/ I
% U) D- F- j& h1 o! E0 v# ~0 ? 考虑到追求攻势对上述模型的影响。设追求攻势与该时刻的疏远度成正比,比例系数为h,h反映了追求攻势的作用力。在这种情况下,上述学业与疏远度的模型应变为:
) z& E/ S0 e* r& q" t/ f& u7 H
) b8 u7 f3 W* x3 x2 [1 p( c* { {dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4)
# L' h+ F( a# x3 G5 o! M+ S5 N5 G) @6 \ m$ G2 P7 J+ w
将(4)式与(1)式比较,可见两者形式完全相同,前者仅是把(1)中X与Y的系数分别换成了a-h与e+h。因此,对(4)式有 ) J% d! X+ b( g) W5 E
1 ^% t$ }+ v' _& z/ d
x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5)
3 x: R( y* A9 J3 `( s- k7 C, K4 t! z4 J' J
利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。 & @4 a3 G' w! [, u4 [8 E& t" O
9 H2 y" r! i4 |4 P5 G! `- t 我们的建议
1 a/ G; D$ Y1 P; h, P& n9 |
5 Q# k% L# k" C# t 考试期间,由于功课繁忙,使得追求攻势减少,即h减小,与平时相比,将有利于学业成绩Y的增长。这就是Volterra原理。 此原理对男生有着重要的指导意义:强大的爱情攻势有时不一定能达到满意的效果,反而不利与学业的成长;有时通过慢慢接触,慢慢了解,再加上适当的追求行动,女生的疏远度就会慢慢降低。学习成绩也不会降低!
+ g' z6 I3 T2 D0 ?【转自:http://www.enetedu.com/bbs/html/2008-10-26/200810269005325881.htm】% @: z7 Y+ b4 @: C/ x
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zan
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