揭秘捕食者-猎物循环的数学模型:Lotka-Volterra方程

2025-04-13

Lotka-Volterra方程,也称为Lotka-Volterra捕食者-猎物模型,是一对一阶非线性微分方程,常用于描述两种物种相互作用(一种为捕食者,另一种为猎物)的生物系统动态。该模型假设猎物食物充足,呈指数增长,除非受到捕食;捕食率与捕食者和猎物相遇率成正比。捕食者种群增长取决于捕食率,并受自然死亡率影响。该模型的解是确定性和连续的,这意味着捕食者和猎物的世代不断重叠。Lotka-Volterra模型预测捕食者和猎物种群数量会发生波动,并揭示了种群平衡的特性,即猎物平衡密度取决于捕食者的参数,而捕食者平衡密度取决于猎物的参数。该模型已被应用于经济学和市场营销领域,用于描述市场中多个竞争者、互补平台和产品的动态。