- 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
& u# i" y( y5 } 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)。 ; f2 z/ q& u! j3 p: w A% p
! O! [: [" f% ?# n
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)。 * n P+ O( I1 }5 ~$ h
7 o8 U* r: g$ S5 Q! C. M 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。 1 o* S* ]7 C8 g/ T( P9 J
* e6 Z2 A- T. r9 `: D 模型假设
[- l2 O+ j$ I, J& W7 Y: }3 M7 n$ K- W- O* H
1、t时刻A君的学业成绩为Y(t);
7 S. B' _/ z8 c# v
; R1 H; b0 i5 o( h- L1 d 2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t);
) P7 f7 P1 y( x. G) F5 Q' g/ y, k* j9 p& `" ?
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。 & ?' K2 Z& f& x
& ^4 g. U3 b3 U5 }. Y
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 j/ e Y i! o, M. ]8 P$ m5 j& [, y
d7 [$ i' _3 V: r# T
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)。
" L4 d- w3 }1 V" g0 X9 U% y7 O& h6 g! E
模型构成
0 ^( c: X4 {' K3 w; L5 E' L# e# X) s# O; V. H+ h1 A
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:
p$ z! @% @- A( W: @ x- D& C, g+ C2 r; M. [3 S- ?1 x
{dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1)
# w$ R, ]1 w& _' d; s* k5 g
$ `3 G: F8 f9 P R9 Q 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:
4 [4 T& d1 \% v9 W( k/ d+ V6 e
F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2) 9 C' J2 p1 i1 S+ y! G2 ]7 Y
1 d( T; ]6 s8 k2 N: ^* Q6 f 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。 6 V | g8 j% b( E) v# y, H
& q6 t4 o, K8 a
结果解释
- j( k& ^# r0 O* q7 s' w' U: A
& o% F$ c2 B6 @ q 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。 $ U# s( o5 o, |2 l
$ ]( |" d) W2 g7 y8 |: U; J: n: Q 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:
- O! I6 S1 `1 O& U) S/ O; L
* z7 S5 j3 [ q- |& B' x `; V ∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3) ' t4 g0 o: o$ v. j
V( U8 r) K% A; C" T8 c5 D2 H 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。 m% m" U" b/ i: s
! j% {1 M$ l6 B; T$ p" i2 t
同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。
2 j7 A& R: e& P' s8 j. v( }( ~
" a4 ~' y. U5 c, O: |8 D( [ 模型优化 + C3 W* L5 b+ h, ]' B: t
4 r Z0 m6 m5 L0 G! v7 k
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:
4 `" R. R! r* u4 S: E5 j
0 t* t& ?8 s3 x( m/ G7 z4 g0 n: l" Q {dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4)
1 { c6 o) N: y( z0 `& N z% h. ~ y1 d' l( ]9 f
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 4 j" F# {% g6 l0 W! u
) C, |- }, o' m7 V2 K x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5)
# _8 d8 P6 m: X, X2 d7 w2 g" X' m5 m& ^( M1 M6 c
利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。 9 v- i+ n6 c, m0 a
6 L5 ?1 ^7 R0 _ 我们的建议 & F- x& a/ @7 _7 V/ A
0 q" F* A& D( d3 ~5 S
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!
: I" D8 j$ `/ x% Q9 _5 ^【转自:http://www.enetedu.com/bbs/html/2008-10-26/200810269005325881.htm】
: G# o0 u$ o2 @4 x+ |& Z8 Q |
zan
|