计算物理大作业

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问题:生物种群的数量演化模型可以表示为一维非线性迭代方程()取初值,参数a从2.6变化到4,编程画出n大于150的不动点与参数a的关系图,即费根鲍姆图。并求出二周期,四周期,八周期等周期分岔点。matlab程序如下:x=0.6;u=2.6:0.001:4;forj=1:15000;x=u.*(x-x.^2);endfori=1:100画费根x=u.*(x-x.^2);plot(u,x,'r.','marker','.','markersize',1);holdon;鲍姆图endgridon;set(gca,'fontsize',16);xlabel('a'),ylabel('x');k(1)=1;l=0;fori=1:1000a0=x(i);k(i+1)=1;forj=1:40x(i)=u(i)*(x(i)-x(i).^2);a=x(i);ifabs(a-a0)1e-6k(i+1)=k(i+1)+1;%k为分岔数else此部分为求分岔点程序break;endendifk(i)~=k(i+1)%当k不相同时,此时的a为一个分岔点l=l+1;m(l)=2.6+0.001*(i-1-1);n(l)=k(i+1);endend程序说明:分岔点程序只是统计了x(1:1000)即a在[2.63.6]区间的图形分岔情况,且只能统计分岔小于41的数据点,种群演化达到稳定时不动点超过41个,或种群将一直处于混乱状态达不到稳定时,分岔数将会计算为41。当相邻的两个a值所对应的分岔数k发生变化时,前一个a值即为一个分岔点,a值稍微大一点时,分岔数发生变化,即种群演化时的不动点数量发生变化,即此点为费根鲍姆图的一个分岔点。费根鲍姆图如下:计算得到数组m,n:m=[2.9990000000000003.4490000000000003.5440000000000003.5640000000000003.5680000000000003.5690000000000003.5820000000000003.583000000000000]与之对应的n=[2481632412441]即a=2.999时,是二周期分岔点a=3.449时,是四周期分岔点a=3.544时,是八周期分岔点……………………………………当a=3.569时,分岔数超过了41,该程序统计不到改点分岔数而当a=3.582时,分岔数又变成了24个。3.582之后除少数区域种群数量演化会出现有限个周期外,其他大多数区间为混乱状态。说明:分岔点的精度取决于a的分解步长,上述程序a的分解步长为0.001,即精度为0.001.

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