ピエール・フランソワ・ヴェルフルスト

ピエール・フランソワ・ヴェルフルスト

ピエール・フランソワ・ヴェルフルスト(1804年10月28日、ブリュッセル- 1849年2月15日、ブリュッセル)は、ベルギーの数学者であり、1825年にゲント大学数論の博士号を取得しました。彼はロジスティック成長モデルで最もよく知られています。

ロジスティック方程式

フェルフルストは、1830年代半ばにアドルフ・ケトレの指導の下で行った人口増加のモデル化に関する研究に基づいて、1838年から1847年にかけて3つの論文でロジスティック関数を発展させた。詳細についてはロジスティック関数§歴史を参照のこと。[ 1 ]

バーフルストは、Verhulst (1838)で次の方程式を発表しました。

ddtrα2{\displaystyle {\frac {dN}{dt}}=rN-\alpha N^{2}}

ここで、N ( t ) は時刻tにおける個体数、r は固有成長率、密度依存の混雑効果(種内競争とも呼ばれる)である。この式において、個体群平衡(収容力Kとも呼ばれる)は、 α{\displaystyle \alpha}{\displaystyle N^{*}}

rα{\displaystyle N^{*}={\frac {r}{\alpha }}}

フェルフルスト(1845)は、この解をロジスティック曲線と名付けました。

その後、レイモンド・パールローウェル・リードがこの式を普及させたが、その際、仮定された平衡Kは、

ddtr1K{\displaystyle {\frac {dN}{dt}}=rN\left(1-{\frac {N}{K}}\right)}

ここで、Kは環境が支えられる個体の最大数を表すこともある。密度依存の混雑効果との関係では、パール・リードのロジスティック方程式は厳密に積分でき、解は αrK{\displaystyle \alpha ={\frac {r}{K}}}

tK1+CKert{\displaystyle N(t)={\frac {K}{1+CKe^{-rt}}}}

ここで、C = 1/ N (0) − 1/ Kは初期条件N (0) によって決定される。この解は、初期条件と収容力の 加重調和平均として表すこともできる。

1t1ertK+ert0{\displaystyle {\frac {1}{N(t)}}={\frac {1-e^{-rt}}{K}}+{\frac {e^{-rt}}{N(0)}}.}

連続時間ロジスティック方程式は、形式の類似性からロジスティック マップと比較されることが多いですが、実際には漁業加入のBeverton-Holt モデルとより密接に関連しています。

R/K 選択理論の概念は、上記の式によって導入された 指数関数的成長収容力の競合するダイナミクスからその名前が付けられています。

参照

作品

参考文献