Матрица сообщества

Матрица сообщества

В математической биологии матрица сообщества представляет собой линеаризацию обобщенного уравнения Лотки–Вольтерры в точке равновесия . [1] Собственные значения матрицы сообщества определяют устойчивость точки равновесия.

Например, модель хищник-жертва Лотки-Вольтерры

г х г т = х ( α β у ) г у г т = у ( γ δ х ) , {\displaystyle {\begin{array}{rcl}{\dfrac {dx}{dt}}&=&x(\alpha -\beta y)\\{\dfrac {dy}{dt}}&=&-y(\gamma -\delta x),\end{array}}}

где x ( t ) обозначает число жертв, y ( t ) число хищников, а α , β , γ и δ являются константами. По теореме Хартмана–Гробмана нелинейная система топологически эквивалентна линеаризации системы вокруг точки равновесия ( x *, y *), которая имеет вид

[ г ты г т г в г т ] = А [ ты в ] , {\displaystyle {\begin{bmatrix}{\frac {du}{dt}}\\{\frac {dv}{dt}}\end{bmatrix}}=\mathbf {A} {\begin{bmatrix}u\\v\end{bmatrix}},}

где u = xx * и v = yy *. В математической биологии матрица Якоби , вычисленная в точке равновесия ( x *, y *), называется матрицей сообщества. [2] По теореме об устойчивом многообразии , если одно или оба собственных значения имеют положительную действительную часть, то равновесие неустойчиво, но если все собственные значения имеют отрицательную действительную часть, то оно устойчиво. А {\displaystyle \mathbf {A} } А {\displaystyle \mathbf {A} }

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Berlow, EL; Neutel, A.-M.; Cohen, JE; De Ruiter, PC; Ebenman, B.; Emmerson, M.; Fox, JW; Jansen, VAA; Jones, JI; Kokkoris, GD; Logofet, DO; McKane, AJ; Montoya, J. M; Petchey, O. (2004). "Сильные стороны взаимодействия в пищевых сетях: проблемы и возможности". Journal of Animal Ecology . 73 (5): 585–598. doi : 10.1111/j.0021-8790.2004.00833.x . JSTOR  3505669.
  2. ^ Кот, Марк (2001). Элементы математической экологии. Cambridge University Press. стр. 144. ISBN 0-521-00150-1.
  • Мюррей, Джеймс Д. (2002), Математическая биология I. Введение , Междисциплинарная прикладная математика, т. 17 (3-е изд.), Берлин, Нью-Йорк: Springer-Verlag , ISBN 978-0-387-95223-9.


Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Community_matrix&oldid=1218639134"