線性代數實驗題08 種群的年齡結構模型

2022-09-23 08:30:05 字數 695 閱讀 7106

實驗題:種群的年齡結構模型(矩陣乘法與特徵值應用)

在按年齡分組的種群增長模型中,將種群按年齡大小等間隔分成n個年齡組,不同年齡組種群的繁殖率和存活率各不相同。種群增長是由雌性個體繁殖產生的,下面不妨假設種群數量就是其中的雌性數量。

記在時間段種群數量為。其中第i年齡組的種群數量為,繁殖率為,即該年齡組中每個(雌性)個體在時間段內的平均繁殖數量;存活率為,即時間段內存活數與之比。我們假定繁殖率和存活率是穩定的,不隨時間段變化。

根據繁殖率和存活率的實際意義,,且至少有乙個;。令矩陣

這樣從時間段到時間段,種群的數量變化可以表示為

當矩陣l和按年齡組的初始數量分布向量已知時,就可以由公式

**任意時間段各年齡組的種群數量。

當k充分大時,種群按年齡組的數量分布趨於穩定,其各年齡組數量,與矩陣l的唯一正特徵值所屬的特徵向量各分量成比例。同時種群增長也趨於穩定,其各年齡組的數量都是上一時間段同年齡組的倍,當時種群數量增加;時種群數量減少;時種群數量不變,所以特徵值也被稱為種群的固有增長率。

問題:設飼養場內某種動物能達到的最大年齡為4歲,2023年觀測的雌性資料見下表。

求:(1)寫出矩陣l,並計算它的特徵值和最大特徵值所屬的特徵向量;

(2)計算並觀察從2023年到2023年,每一年的種群數量及增長率;

(3)如果飼養場的養殖能力有一定的限制,如何調整各年齡組的宰殺比例,進而影響存活率,使種群數量保持穩定。

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