Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
Zdravím.
Veškerá populace žije buď ve městě nebo na vesnici. Výchozí stav je takový, že 50 % žije ve městě. Každý rok se přestěhuje 5 % lidí z města na vesnici a 3 % z vesnice do města. Otázkou je jaká část populace bude žít ve městě za 100 let ? (pozn. ti co se přestěhovali se můžou stěhovat neomezeně).
Neznám řešení. Snažil jsem se přijít jestli existuje na tento typ příkladů určitý postup, ale nic jsem nenašel a na nic jsem nepřišel. Samozřejmě se snažím přijít na vozrec přes který rovnou zjistím stav v roce +100 od výchozí stavu a ne to počítat postupně.
Offline
↑ fariet:
Tak to je móc hezká úloha. Viděl bych to takto: jestliže populaci ve městě označím jako [mathjax]a_n[/mathjax] a populaci na vesnici jako [mathjax]b_n[/mathjax], kde [mathjax]n[/mathjax] označuje roky, tak rekurentní vyjádření populace ve městě je [mathjax]a_{n+1}=0{,}95a_n+0{,}03b_n[/mathjax].
Populace na začátku jsou [mathjax]a_0=b_0[/mathjax], celkem [mathjax]2a_0[/mathjax] a na vesnici je tedy [mathjax]b_n=2a_0-a_n[/mathjax]. Dosazením do předpisu pro město dostáváme
[mathjax2]a_{n+1}=0{,}95a_n+0{,}03(2a_0-a_n)=0{,}92a_n+0{,}06a_0.[/mathjax2]
Tu nejlepší část, odvození vzorce pro n-tý člen, prozatím ponechám na tobě ;-)
Offline
↑ surovec:
Na zmíněnou část jsem také došel odlišným zápisem. Bohůžel na tu nejlepší část stále ne. Zkusím to ještě večer :D (kdyžtak bys to mohl klidně poslat). Celkově by mi obecný vzorec pro tento typ příkladů, (kdy je zapotřebí dopočítat něco a z toho se vychází pro další výpočty) přišel velmi užitečný.
Offline
↑ fariet:
Ta poslední věta: tomu obecnému vzorci, pomocí kterého se z něčeho dopočítává něco dalšího, se říká MATEMATIKA.
A ten vzorec pro n-tý člen zkus tak, že si vyjádříš prvních pár členů pomocí [mathjax]a_0[/mathjax], pak už by to mohlo být jasné...
Offline
↑ surovec:
Jako jasně, ale tento postup na tento typ příkladů nějak zobecnit do nějakého obecného algoritmu. Myslím to, že jsou dána fixní pravidla, akorát ten základ ze kterého se vychází se mění na základě přechozích výpočtů. Nevím jak to popsat každopádně dobrá práce, díky !
Offline
↑ fariet:
Tak označ třeba [mathjax]k[/mathjax] ten násobek, jímž se násobí kvůli úbytku ve městě (v našem případě 0,95) a [mathjax]l[/mathjax] násobek, jímž se násobí kvůli přílivu z vesnice (zde těch 0,03). Pak rekurentní rovnice je
[mathjax]a_{n+1}=(k-l)\cdot a_n+2la_0[/mathjax]
Zde bych si pro přehlednost přeznačil [mathjax]k-l=r[/mathjax] a [mathjax]2la_0=s[/mathjax]. Nyní si vypiš prvních pár členů posloupnosti
[mathjax]a_1=r\cdot a_0+s[/mathjax],
[mathjax]a_2=r\cdot (r\cdot a_0+s)+s=r^2a_0+rs+s[/mathjax],
[mathjax]...[/mathjax]
a z toho už (snad) odvodíš vzorec pro n-tý člen.
Offline
Elegantne se to resi pomoci maticoveho nasobeni. A je to celkem proflaknuty priklad. V mnoha ucebnicich linearni algebry. Nevim, jestli by clovek postupem podel rekurentnich vzorcu dokazal primo napsat stav po 100 letech. Ale pomoci matic to je snadne, pokud teda mate tento aparat k dispozici. Nadvakrat je to reseno v http://user.mendelu.cz/marik/mtk/mat-slidy/matice/ - nejdriv je vektorova formulace a potom o kus dal maticova. Ta maticova je to prave.
Offline
↑ kaja.marik:
Přečti si ten příspěvek. Z rekurentního vzorce snadno odvodíš vzorec pro n-tý člen a do něj stačí dosadit.
Offline
↑ kaja.marik:
Blbě jsem to na začátku popsal. Snažil jsem se přijít na vzorec na který přišel surovec. Zajímalo mě zda by to šlo udělat bez použití matic a očividně šlo :D
Offline
Jde o Markovův řetězec se 2 stavy, matice pravd. přechodu je:
0,95 0,05
0,03 0,97
Zkuste najít stacionární rozdělení.
Více o Markovových řetězcích je též na
http://www.tucekweb.info/Matem/Vys_mat/MP&SP.html
Offline
Ahoj, zarazilo mě toto:
fariet napsal(a):
pozn. ti co se přestěhovali se můžou stěhovat neomezeně
Co to přesně znamená? jako že na ty co se už jednou přestěhovali se těch 5% a 3% nevztahuje? Tedy pokud se ve vsenici vyskytne třeba 50% osob, které se sem přestěhovali z města, tak to znamená, že se tito všichni mohou další rok přestěhovat opět do města?
Offline
↑ check_drummer:
Také tomu tak rozumím, že se mohou stěhovat neomezeně.
Když jsou ve městě, tak se příští rok na 5% přestěhují na vesnici, na 95% setrvají ve městě.
Pokud se přestěhují na vesnici, tak tam do dalšího roku na 97% setrvají, na 3% se přestěhují zpátky do města.
Stacionární rozdělení vyhovuje vztahu: (Pi1, Pi2) * matice pravd přechodů = (Pi1, Pi2)
Vyšlo mi Pi1= 3/8; Pi2= 5/8
Matice pravd. přechodů viz příspěvek dříve.
Offline