- 在线时间
- 14 小时
- 最后登录
- 2015-1-20
- 注册时间
- 2014-5-4
- 听众数
- 13
- 收听数
- 5
- 能力
- 0 分
- 体力
- 318 点
- 威望
- 0 点
- 阅读权限
- 30
- 积分
- 105
- 相册
- 1
- 日志
- 0
- 记录
- 0
- 帖子
- 19
- 主题
- 4
- 精华
- 0
- 分享
- 0
- 好友
- 7
升级   2.5% TA的每日心情 | 开心 2014-8-13 15:17 |
|---|
签到天数: 11 天 [LV.3]偶尔看看II
- 自我介绍
- 爱好建模
 |
问题分析
. P' P$ _, r, t* w 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)。 + @% r* I+ c' a3 v# H+ x/ I2 Y: X+ T
& F+ G# U5 [" S; r 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)。
& r: H. M& b2 q* s' y. ?
; e( D* k j* ^+ u$ f 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。
- B% a1 F+ C8 c: q3 |9 X& O# m. N3 ~( f* g. G9 j9 U3 j, N2 y
模型假设
# z" z: N3 T! k- X( Z+ a* F3 k: n# Y" F9 f
1、t时刻A君的学业成绩为Y(t); ) u+ h/ N1 `3 d @) u- i" s4 G
+ p/ {5 ^. v3 `* o4 u
2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t); 2 w0 O- z3 F! s+ n$ n
3 `" V2 g/ G4 E, J5 }; `+ j
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。 " `: t' b0 l u+ n/ J% r6 i3 L3 K
, l& _3 _! K7 S0 a' a' h
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)。 2 k" F) G& U% L* ^7 }) [
- K2 h9 `" K }% O9 n$ o8 O, v J 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)。
8 C. S- @3 f, Q* X) k; I7 h1 l' a' b9 i3 x' o; D7 i: e2 O) @
模型构成
; p0 `9 u/ ^; x3 [7 H% ~0 J5 B3 `
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:
& l# ]7 Q# I5 `! H
! P) U h! p/ u0 h9 @+ c3 A& E {dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1) # ]& n! J; X1 j' k) s, d
0 g4 K0 w9 |/ ]( [
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: & F- k: m6 O( m
4 n8 K2 u, Q, A& C6 d
F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2)
0 R' U7 w1 D9 T# W, K1 F" W5 ]9 o1 D3 U4 i
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。
$ G5 I( f9 x6 }3 E! a4 d- e
' V0 I3 ?/ y E' U 结果解释 $ k' X U& f* J* n) i
' |( l6 }2 i) S0 _, A& T
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。 ' Z0 r+ o; F }" O( B
7 l+ I% m0 m' ?) y 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: - x: J/ G3 u3 J2 {" e( r4 W
% j, j' B! |6 p) T( N& E( a. k: i
∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3)
8 ^) D$ `1 L# |. l; l3 f; S6 @, W u, G- H- b: e3 \7 Q- D
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。 ! R6 y* ?7 [* c3 g
3 N4 B/ d6 L4 K5 S$ t! S7 i
同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。
/ f5 V Y+ ~- `8 e1 R5 i- m" P% X# B3 j( z: ?& V$ K6 t2 W
模型优化
) M+ l! C0 Z5 D( k
4 e( w* r4 K D! m8 | 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:
' O" g/ f' C: ] |0 K# F. H* K. Q/ M$ |! `. P. Z# Y+ H( K
{dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4)
7 l7 i" f, d) [1 a. v# m9 n. j9 p% S
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
% \5 Y1 n- g4 F/ I5 P8 O+ s' n' D) H) c0 {# P5 e
x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5) ; q5 U$ `5 H* F. N
$ m0 M$ j5 g" i, U0 Y: i9 h0 O% Q 利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。
) C9 G p( d) F+ g9 p8 j; Q7 x1 p# ^' d8 ~% v0 g1 R7 E
我们的建议
( ~* v5 v* y" W3 }( r0 O0 @
+ w; z) Z6 ~2 K# M$ R 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!" N9 \" V/ |: O
【转自:http://www.enetedu.com/bbs/html/2008-10-26/200810269005325881.htm】
! J9 T( d/ q/ Y |
zan
|