- 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 / a- `' g: O9 a! q- q
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)。
) ^1 [- J1 o8 ~7 y, R* p% h' h
B9 Y$ i) D" M1 I% O/ G 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)。 # H+ Z* i+ W) c# J m7 I
; h/ H! Z* n* |6 d5 t 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。
2 Q9 |$ q: B; n0 N7 H3 U- K7 g6 P# |6 W. Q! }# M
模型假设
, v; y9 t& d K- M4 C/ Z& f! q+ G( U3 T% c5 k5 k
1、t时刻A君的学业成绩为Y(t);
9 `! N+ e3 w# \% j* F& l* v) L, H$ P B9 {& A3 [+ w! |/ g# E
2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t); 6 q7 `0 ^; H0 ?! e. }. X' i
8 { ]- q1 O9 i 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。
+ G: F" H5 F# @- m( r3 C4 n# Y3 i2 ]1 B' Q
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)。
8 s# i. D: u- [8 r9 `4 n
" d: s: F5 s4 [ 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)。
# P3 O# B5 ?! Y" R* L+ y8 \+ R9 B/ u" t ~* |, }/ }
模型构成
- z- X& f! t1 n) g3 A; Y" r2 m! N% y9 p# Q* G, R% h6 q# W
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: $ D$ c' `! n- F' k4 |# [# _
9 |- W) r% A+ u% }6 ?' K& q
{dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1)
: ^9 b/ z: x. F9 e7 b
5 D. F1 `. s$ j6 Z9 x, ] 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: ' w4 c, e: b8 T# e# I5 e
! @# F: b* w( S& f8 j
F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2) $ P/ |4 w' v2 \" S
8 ]: o0 i: [! J" V# g: y3 N
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。
. V3 G7 n4 P6 m) `' O% t9 l* j
结果解释
! a( ~. }. ~) C
: n; m6 b" s$ p! S; F0 { 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。 1 s6 v/ q1 m: C) c' o& \9 Z
, A! P; J2 H* d, @) G$ Q5 ] 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:
8 C4 n; w+ q. q. P. O, `. h% W4 {- I0 h# {
∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3) 0 h7 _% v& e2 S& o# ^7 G
/ z8 L s! W) K( G( |, c* u
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。 - j* y) d! x" |
0 X$ a8 j' Z8 `) I 同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。
' O4 F* _" K4 w% p9 h' ]& D; M
) W7 Y) l" Y! `/ D% F9 N 模型优化 " b. G$ f2 \& q! c x
/ x6 k/ J( n j' ]1 T' b
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:
/ e# o* T6 r2 x z1 A& o2 R. h/ @
{dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4) & J( k" o+ z5 Q+ ]& g
$ w: T ]9 N, L, w; q. 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
6 _( y- Z$ g/ u! {: {" s& _ |. G- L$ s4 t' w( I& _
x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5) # ~0 q, S) Q) V
+ h9 S* Q, E2 a. B' n 利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。 ) m' F5 Z5 I: {4 N! U
* _. A/ A. `% k) M 我们的建议 0 N z- J6 Y. \$ \0 _7 {. l
: \- ]. Z; Y; G( Q$ y
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!) z# a1 Z0 h/ _3 ^0 u
【转自:http://www.enetedu.com/bbs/html/2008-10-26/200810269005325881.htm】
% |5 I2 P/ F! k( _ |
zan
|