340 likes | 424 Views
3)Érintő PINT HINT ÖDE HÉ EX KV. ÉLŐJÁTÉK/1: ÉN+A DERIVE: Nélküle? Vele? (heé, hé, bra, emo, der,1xű)
E N D
3)Érintő PINT HINT ÖDE HÉEX KV ÉLŐJÁTÉK/1: ÉN+A DERIVE: Nélküle? Vele? (heé, hé, bra, emo, der,1xű) 1.) BME, angol képzés (siker)2.) BGF, TASSO1: lineáris algebrai feladatok megoldása („első BT-m”)3.) BGF, TASSO2: GázMat tanulást segítő program fejlesztés: „Elég 1 perc a kudarchoz”, lásd az alantast: HéMaxAlak.dfw beolvasása után#28 Határérték(x^4/(1+x^3), [-inf,inf], [-1])#29 Extrémum(x^4/(1+x^3), [-inf,inf], [-1], [])#30 Konvexitás(x^4/(1+x^3), [-inf,inf], [-1], []) 2) So_Sajat.mth LinearAlgebra.Mth LinaSom.dfw LinaGaussJordan1.dfw LinaTransz1.dfw LinaTransz2.dfw Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
ÉLŐJÁTÉK/2: ÉN + az EXCELTRANSZ: a „győztes” transzformációs eszköz, l. www.zweigmedia.com 14. sor SorMűveletek 10R1→ Sorműveletek elvégzése → 14. sort szorozza 10-el. 14. sor SorMűveletek R2, 15. sor SorMűveletek R1→ Sorműveletek elvégzése → 14.sor és 15.sor felcserélődik. 15. sor SorMűveletek R2-3R1→ Sorműveletek elvégzése → 15. sorhoz a 14. sor (-3)szorosa adódik. Mj. Hasonló sorműveletek szimultán is végezhetőek. Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
Diaszámok alakulása: 40 ↓ 26 ↑ 26+2 ↑ 26+2+7=33. A teljes helye: www.tasso.hu DERIVE program+Kézikönyv+egyebek Letöltési helye: www.bgf.hu / KKK / Bejelentkezés: kkfk \ felhasználó jelszó SZERVEZETI EGYSÉGEK / OKTATÁSI SZERVEZETI EGYSÉGEK / MÓDSZERTANI INTÉZETI TANSZÉKI OSZTÁLY /DOKUMENTUMTÁR / DERIVE stb. KKK?aDERIVEa TIÉD! Logisztikusan a „káoszig”, valamint Barreto „kitűnőségéről” 3 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
1) Folytonos idejű logisztikus egyenlet(ek) és megoldás(uk) (1.1) , d.e.folytonos idejű logisztikus egyenlet, k.é.p. problémájának megoldásalogisztikus függvény, ahol Kézzel? F1) , megoldása DERIVE 6.1-el: #55: InputMode := Word {menüről} {ODE1Simple.mth beolvasása menüről } > ODE1(x’ = k•x•(a - x), t = t0, y = x0) {parancssorból egyszerűsítéssel} {Megoldás menüről x-re nézve:} {utóbbit -vel osztva:} , megoldása , ahol 4 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
F2) A , , , megoldása MapleV.5-tel: Mo: > de:=diff(x(t),t)=k*x(t)*(a-x(t)); > dsolve(de,x(t)); dsolve({de,x(t0)=x0},x(t)); , ahol _C1=c tetsz. > simplify(%,exp); # a simplify(%,exp) exponenciális típusú egyszerűsítést végez k.é.p. megoldása, , 5 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
F4) k=0.5, a=4 -re , x(0) = 1, 2.5, 6, 0, 4 grafikus megoldása > restart: a:=4: k:=0.5: with(DEtools): Eq:=diff(x(t),t)=k*x(t)*(a-x(t)); # egy. > Points:={[0,1],[0,2.5],[0,6],[0,0],[0,4]}: # k.f.> DEplot(Eq,x(t),t=0..2.5,Points,x=-1..6, arrows=slim,linecolour=blue); #mo., ábra Az x(t)=a e.h. aszimptotikusan stabilis az x(t)=0 e.h. helyzet instabilis.- stab.- , úgy a.st. DEplot összevetésedsolve és display-el. 6 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
F4) Igazoljuk „elemi módon”, hogy a kezdeti érték probléma rögzített tetszőleges értékére egyértelműen megoldható megfelelő intervallumon és a megoldás: ahol Végezzünk teljes függvényvizsgálatot az -n a következő esetekben: (x(t) a logisztikus függvény), (e.h.), (e.h.) F5) logisztikus függvény ábrája: 7 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
Állítás. Ha tetszőleges, akkor egyetlen Inflexiós pontja: ahol és Ugyanakkor -nek a helyen abszolút maximuma van és ez Igazoljuk előző állításainkat a Maple program felhasználásával.> restart: x:=a*x0/(x0+(a-x0)*exp(-k*a*(t-t0))): xd:=diff(x,t): #> xdd:=diff(x,t,t): xddd:=diff(x,t,t,t): solve(xdd=0,t): tinf:=expand(%); # > xinf:=subs(t=tinf,x):xinf:=simplify(xinf,ln); # > simplify(subs(t=tinf,xddd)); # Mivel és , így valóban inflexiós pont. > subst(t=tinf,xd); # Mivel és , így -ben -nek maximuma van. 8 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
2) Diffúziós modell, mint speciális folytonos idejű logisztikus egyenlet A tipikus diffúziós modell (2.1) ahol ─ N(t) a t időpontig egy innovációt ténylegesen elfogadók száma ─ m a potenciális elfogadók maximális száma ─ g(t) a diffúziós együttható ─ dN(t)/dt a a diffúzió terjedési sebessége Szokásos feltétel: Könnyen igazolható, hogy a (2.1) diffúziós modell az (2.2)alakba írható át, ahol F(t)=N(t)/m, a>0, b>0, m>0 és (2.2) az (1.1) szerint vizsgálható, továbbá eredményei visszaszállnak (2.1)-re: N’(t) (penetrációs ráta) maximuma N’(tinf)=(a+b)2m/ (4ab), 0<N(t)<m; N(t) sz.m.nő; t<tinf-re konvex, t>tinf-re konkáv; 9 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
Egyváltozós fázisgörbe 10 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
3.) A folytonos idejű logisztikus egyenlet alkalmazása népesség becslésére egy populációs modellben UK népessége 1781-től 1931-ig (millió fő ) Malthus modell: dp/dt=a*p, p(0)=13 Logisztikus növekedési modell: (4.1) (4.2) 11 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
> eq1:=24.135=13*a/(13*b+(a-13*b)*exp(-50*a)): > eq2:=34.934=13*a/(13*b+(a-13*b)*exp(-100*a)): > fsolve({eq1,eq2},{a,b},{a=0.02..0.03,b=0.0004..0.0005}); {a = .02038301946, b = .0004360453198} 12 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
Ezek szerint az UK népessége 1781-től 1931-ben (millió főben ) 13 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/I. Diszkrét dinamikus rendszerekről. Stabilitás, pókháló diagram, stb. 1. def. elsőrendű diszkrét autonóm dinamikus rendszer 2. def. Ha akkor egyensúlyi helyzet. 3.-5. def. Az egyensúlyi helyzet lehet stabilis, taszító, aszimptotikusan stabilis, ha .. 14 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/II. elsőrendű lin. egyenlet vizsgálata pókháló diagrammal vonzó e.h. taszító e.h. 15 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/III. elsőrendű lin. egyenlet vizsgálata pókháló diagrammal 16 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/IV. elsőrendű lin. egyenlet vizsgálata pókháló diagrammal Néhány egyszerű elsőrendű differencia-egyenlet analitikus megoldása: Az és -re az egyetlen egyensúlyi pont. megoldása: az egyetlen egyensúlyi pont. 17 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/V. A logisztikus egyenlet diszkrét változata ábrázolása táblázatkezelővel mo. ábrája, ha ábrája ellenében y0 ↔ $C$7 :0.01, 0.2, 0.3 a ↔ $C$5 b ↔ $C$6 értékeit változtatva alogisztikus görbe di-namikusan változik. ↔ 18 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/VI. Lineáris rekurzív egyenlet megoldásának ábrázolása Maple-lel megoldása -ra a cobweb eljárással: > f:=y->4.5-0.625*y; Egyensúlyi helyzet: > cobweb(f,1,20,0,5); 19 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/VII. Diszkrét logisztikus egyenlet megoldásának ábrázolása Maple-lel megoldása-ra a definíció alapján: Egyensúlyi helyzet: > restart: > t:='t': y:='y': Digits:=4: # Változók törlése, pontosság 4 jegyre állítása> y:=proc(t) option remember; 4.5-0.625*y(t-1) end: # y(t) definiálása> y(0):=1: # y0 megadása> data:=[seq([t,y(t)],t=0..20)]:# (t,y(t)) pontpárok előáll.> plot(data,colour=black,thickness=2); # ábrázolás > data; [[0, 1], [ 1, 3.875], [ 2, 2.078], [ 3, 3.201], [ 4, 2.499], [ 5,2.938], [ 6, 2.664], [ 7, 2.835], [ 8, 2.728], [ 9, 2.795], [10,2.753], [11, 2.779], [12, 2.763], [13, 2.773], [14, 2.767],[15, 2.771], [16, 2.768], [17, 2.770], [18, 2.769], [19,2.769], [20, 2.769]] 20 Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
4/VIII Elaydi a diszkrét dinamikai rendszer egyensúlyi helyzetei stabilitásáról Stabilitási tétel: Jelöljeaz (6.1)dinamikai rendszer egy egyensúlyi pontját, ahol az f folytonosan differenciálható-ban. EkkorÁI. Ha akkor aszimptotikusan stabilis (vonzó) fixpont. (6.2)ÁII. Ha akkor instabilis és taszító fixpont. (6.3) ÁIII.-IV. -re további 5 i=1,2,3 -tól függő elégséges feltételt ad. Feladat. Vizsgáljuk Elaydi-val az alábbi diszkrét logisztikus rendszer stabilitását! (6.4) Az megoldásai az egyensúlyi helyzetek. Instabilis, taszító fixpont; a. stabilis, vonzó fixpont. Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 21
4/IX Káosz és bifurkáció az alábbi logisztikus egyenlet kapcsán , ahol és {1. példa} (4.1) Azt a paraméterértéket, amelyben egy nemlineáris rendszer viselkedése radikáli-san megváltozik, bifurkációs értéknek hívják. A viselkedés aperiodikus, kaotikus. Megjegyzés1. A lineáris rendszer nem kaotikus. Megjegyzés2 ahol m=0,1,2,… tetszőleges.a) Legyen Ekkor a (4.1)-beli ábrája -ra: • Ábra. A megoldás pályája nagyon gyorsan beáll egy 2 periódusú pályára. Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 22
4/IX Káosz és bifurkáció az alábbi logisztikus egyenlet kapcsán , ahol és {2. példa} (4.1) Hommes példája tranziens káoszra: Ha akkor kezdetben van ugyan némi kaotikus viselkedés, de utána a rendszer egy 3 periódusú pályára áll. (Átmeneti káosz.) Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 23
4/IX Káosz és bifurkáció az alábbi logisztikus egyenlet kapcsán , ahol és {3. példa} (4.1) Egyáltalán nem mutat periodikus jelleget, más szóval aperiodikus vagy kaotikus egyensúlyi helyzetei Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 24
4/XI logisztikus egyenlet összefoglaló táblázata: Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 25
4/XII Példák logisztikus egyenlet pókháló diagramjaira 2-ciklus stabil 3-ciklus korlátosbefedés „teljes”befedés Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 26
4/XIII További példák log. egyenlet kaotikus viselkedésére A -nél valamivel nagyobb értékre a rendszer kaotikus viselkedést mutat: nincsenek szabályos ciklusok és egymáshoz közel induló megoldások is divergálnak egymástól mintegy tíz periódus után. Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 27
4/XIV További példák log. egyenlet kaotikus viselkedésére Baumol és Benhabib (1989-es) példája: A rendszer kaotikus, de nem teljesen random, hirtelen változások jellemzik, és bár majdnem vízszintes lesz, utána újra oszcillálni kezd. Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14. 28
+/1 Humberto Barreto: Intermediate Microeconomics with Excel (600o./57m.f. / 123lap) Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
+/2 Humberto Barreto: Intermediate Microeconomics with Excel (600o. / 57mf / 123lap)Költségvetés korlátokkal (BudgetConstraint Hun 07).xlsBevezetés / Tulajdonságok / Módosítások / Kvótázá / Szubvenciók / Kérdés&Válasz Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
+/3 Humberto Barreto: Intermediate Microeconomics with Excel (600o. / 57mf / 123lap) Költségvetés korlátokkal (BudgetConstraint Hun 07).xlsBevezetés / Tulajdonságok / Módosítások / Kvótázá / Szubvenciók / Kérdés&Válasz Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
+/4 Humberto Barreto: Intermediate Microeconomics with Excel (600o. /57mf / 123 lap)Költségvetés korlátokkal (BudgetConstraint Hun 07).xlsBevezetés / Tulajdonságok / Módosítások / Kvótázás / Szubvenciók / Kérdés&Válasz Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
+/5 Humberto Barreto: Intermediate Microeconomics with Excel (600.o. / 57mf/ 123lap) Költségvetés korlátokkal (BudgetConstraint Hun 07).xlsBevezetés / Tulajdonságok / Módosítások / Kvótázás / Szubvenciók / Kérdés&Válasz Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.
Irodalomjegyzék: 1) Ronald Shone: An Introduction to Economic Dynamics, 2001, Cambridge University Press. (237 oldal fejezetenként 5 gyakorló feladattal és a web-en fejezetenként 10 feladat a diákoknak, további tíz az oktatóknak, összesen mintegy 250 feladat és a megoldásuk is meg van adva Microsoft Excelben is.) 2) Л. С. Понтрягин: Обыкновенные дифференциалъные уравнения, 1965, Издателъство Наука, Москва 3) Ronald Shone: Economic Dynamics Phase Diagrams and Their Economic Application, second edition, 2002, (724 oldal, a Maple 6 és Mathematica 4 alkalmazások forrásszinten elérhetők a web-en.) 4) Humberto Barreto: Intermediate Microeconomics with Microsoft Excel, 2009, Cambridge University Press. (594 oldal, az Excel fájlok elérhetőek a Web-en.) 5) Kurt Jechlitschka, Dieter Kirschke and Gerald Schwarz: Microeconomics using Excel: Integrating Economic Theory, Policy Analysis and Spreadsheet Modelling, 2007, Routledge (240 oldal) Köszönöm megtisztelő figyelmüket! Gracias Humberto (nacido en Cuba); thanks Ronald Shone;спасибо С.А.Ломов;danke Kurt Jechlitschka;köszönet Kary Atida magát tartó Zibolen Endre: Logisztikusan a "káoszig", valamint Barreto "kitűnőségéről", Alkalmazott Tudományok I. Fóruma, BGF, 2014. márc. 13-14.