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Wie berechne ich die Population?

Schüler Gymnasium, 13. Klassenstufe

Tags: Matrix, Population, Populationmatrix, Übergangsgraph, Vektor

 
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jana19

jana19 aktiv_icon

12:52 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Ich habe eine 4x4 Matrix
0;0;0;50
0,35;0;0;0
0;0,2;0;0
0;0;0,4;0

Welche Bedingungen müssen die Werde a(50),b(0,35),c(0,2) und d(0,4) im Übergangsgrapen erfüllen, damit die Zahl der Tiere im 4 Jahresrythmus langfristig zunimmt, abnimmt, bzw. konstant bleibt?


Bei den Werten, die jetzt in der Matrix stehen, nimmt die Zahl der Tiere ja langfristig zu. Die Tiere legen 50 Eier pro Jahr, 35% der Eier entwickeln sich zu Larven, 20% der Laven entwickeln sich zu Puppen und 40% der Puppen entwickeln sich zum fertigen Tier. Wenn diese Werte gegeben sind, nimmt die Zahl der Tiere also zu. Aber wie kann ich das allgemein sagen?
Und wie kann man es für die anderen beiden Fälle sagen, wenn die Zahl der Tiere also konstant bleibt bzw abnimmt?

Ich hoffe meine Frage ist verständlich und mir kann jemand helfen.

Danke im Voraus! :-)

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Matlog

Matlog aktiv_icon

13:09 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Diese Matrix ist extrem einfach aufgebaut. Man gelangt immer nur von einem Zustand zum nächsten (bei Multiplikation mit a,b,c oder d).

Wie hast Du denn festgestellt, dass bei der gegebenen Matrix die Zahl der Tiere langfristig zunimmt?
Kannst Du die zugehörige Rechnung als Gleichung aufschreiben?
jana19

jana19 aktiv_icon

13:16 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Ich habe einen Anfangsbestand von E0=180;L0=60;P0=10 und T0=40.
Das hatte ich vergessen zu schreiben. Dann habe ich die Matrix einfach mit dem Vektor multipliziert und dann immer den neuen Bestand mit der Matrix multiplizeirt. Und das habe ich 16 mal gemacht.
Also im Prizip habe ich gerechnet:
50x40
0,35x180
0,2x60
0,4x10
Und dann halt immer den neuen Bastand eingesetzt.
Antwort
Matlog

Matlog aktiv_icon

13:22 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Ich hoffe, Du hast das nicht per Hand 16 Mal rechnen müssen!

Nimm bitte mal 100 Eier als Anfangsbestand, keine Larven, Puppen, Tiere.
Wie ist der Bestand nach 4 Jahren?
Kannst Du die zugehörige Rechnung als Gleichung aufschreiben?
jana19

jana19 aktiv_icon

13:28 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Doch habe ich. Wie kann man das denn anders rechnen.
Wenn ich als Anfangsbestand 100 Eier nehme, hab ich nach 4 Jahren 140 Eier. Aber das habe ich auch in einzelnen Schritten gerechnet. Also keine allgemeine Formel zur Berechnung genommen.
Antwort
Matlog

Matlog aktiv_icon

13:39 Uhr, 20.05.2013

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Es gibt Programme, mit denen man sowas ausrechnen lassen kann. Aber das ist nicht wichtig!
Für 100 Eier kann man die Rechnung sogar ohne Matrix verfolgen:
Aus 100 Eiern werden 1000,35=35 Larven, daraus 350,2=7 Puppen, daraus 70,4=2,8 Tiere, die dann 2,850=140 Eier legen.
Also hat sich der Bestand nach 4 Jahren um 40% erhöht. Das erfolgt nach 4 Jahren für jeden beliebigen Anfangsbestand (kontrolliere das für Deinen Anfangsbestand aus der Aufgabe!).
Die Rechnung war also 1000,350,20,450=140.
Wichtig ist jetzt, bei welchen a,b,c und d der Bestand gleich bleibt:
100bcda=100.
Dies führt zur einfachen Bedingung abcd=1.
Die Bedingungen für abnehmenden bzw. zunehmenden Bestand dürften jetzt nicht mehr schwierig zu finden sein, oder?
jana19

jana19 aktiv_icon

13:54 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Also sind die allgemeinen Bedingungen einfach
axbxcxd=1 für den konstanten Bestand
axbxcxd=>1 für eine Zunahme des Bestandes
axbxcxd=<1 für eine Abnahme des Bestandes???
Antwort
Matlog

Matlog aktiv_icon

13:58 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Schwer zu lesen!
abcd<1 Abnahme
abcd>1 Zunahme
Frage beantwortet
jana19

jana19 aktiv_icon

14:00 Uhr, 20.05.2013

Antworten
Super, ja das meinte ich :-)
Danke :-)