- 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 : W1 s* r/ ~9 R+ F2 E6 Y5 P
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)。
8 s4 o& R0 f1 v; n* d" E, Q& g3 f& B: A. D( k* f5 ?/ _) P/ ? W( @
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)。
& O' G+ s* v- x$ l3 `+ g: ]4 r# S; q. E" b
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。 - d/ b% Y; f# s$ h& g' V5 U
# _# w/ m* V* {6 j. I4 N 模型假设
: G( R$ n% x* e. B0 }
' I ~8 b3 v( Y 1、t时刻A君的学业成绩为Y(t);
7 n$ d0 H" @, ^( C9 d2 N1 k0 m
! V: Z {7 v9 b7 K0 S7 N0 } 2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t);
. q6 f0 ]3 l7 [% I" t: N9 \: F: V2 V0 b7 [
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。
( V9 G3 ]0 Q9 u. A* f' B
% O( s- a3 M1 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)。
# B. `) j) M4 m2 X2 M: ~6 n
! T) o! h) p4 S6 o% l- W 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)。
4 R: T# E4 K( |0 M6 \$ e9 E. }: p1 h4 G( ?5 n1 d0 U( o) }0 k
模型构成
" Y0 E: |2 a' _& U9 X
, a; q3 u+ \8 ]7 K0 y5 C. L 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: ( D4 s8 \* S5 k w
) q# W3 v, a* |5 r' J {dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1)
+ F2 \' n2 y2 X* Z. a* Z+ a; e( _8 R( h
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: / ~0 g7 U1 D$ m3 r$ C- Q( G
3 [1 ^, S* a C1 S, O F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2) . i+ A: u8 O3 r
( g) W5 q& H* k: o$ \( i( l 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。
: J$ T4 p: ]7 u. b0 H) W
& t* T& K3 w3 ?0 p) B9 n l 结果解释 ; q! S4 Q* Y5 [3 S
5 |' x/ f) r# f7 r 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。
3 Z$ Y: d8 K0 R8 S- C3 W% e6 m) N: A4 w1 [$ k
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:
+ a4 s/ L! _2 H1 S5 h8 K, l3 m6 N, g0 r5 O1 l
∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3) 7 L. {, P, l& b
8 W2 d- }. U2 R, ~. ^ 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。 ! D6 y" c. E& a& j( r& M7 y
& @ U- [" @ z* z( m
同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。 # c' k8 M) D9 j( c/ M' A- Y
8 r* t9 a% {3 C( d0 g 模型优化 3 j1 T2 j# j0 R9 M2 ^
$ e, R' ?1 b+ `* {/ i 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: 9 m2 Z; a8 R" W
& O. C. V" K6 n5 c( A+ @2 T
{dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4) ( J. W! W, l- V9 ?0 m) g* f
; l6 V" A0 B- ~2 z6 R2 _! H( d1 s+ d6 O' @
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 8 l h) M/ c7 d, Z/ ? g
2 \2 k$ I- d3 @) E
x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5) 3 M% K H$ b# `5 L: U/ P; m
7 K. @9 i- q# H$ ~ ~( @! t
利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。 6 ]. ^( G+ K0 ~; A2 m( E: D
! }* j" F- n e: K9 F
我们的建议
5 v: p Q: m8 p( {( B$ d; W' [7 e& c2 E1 ?, m% D" e
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!
/ e6 ^4 |3 r7 E* U! d( k【转自:http://www.enetedu.com/bbs/html/2008-10-26/200810269005325881.htm】
! r2 o3 {/ e! O A |
zan
|