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In
assenza di predatori (x2(t)=0) la preda evolve secondo l’equazione:
che ammette due equilibri Il
primo di questi equilibri è instabile perché l’autovalore
del corrispondente sistema linearizzato è positivo (e)
mentre il secondo è asintoticamente stabile perché l’autovalore
del sistema linearizzato è negativo (-e).
La dinamica della preda è, pertanto, del tipo indicato in figura:
tutti i movimenti con x1(0) > 0 tendono asintoticamente alla
“capacità portante”
![]() ![]() In assenza di prede (x1(t)=0) i predatori invece si estinguono esponenzialmente perché soddisfano l’equazione: che
ammette l’unico stato di equilibrio
![]() Supponendo,
ora, che prede e predatori possano coesistere, imponiamo l’equilibrio ponendo
Dalle
equazioni di stato ricaviamo allora:
Perché
tale soluzione abbia significato è necessario che le due componenti
dello stato di equilibrio siano positive. Pertanto, la relazione
è
la condizione di esistenza di un equilibrio tra prede e predatori. Poiché
![]() ![]() Per
determinare se lo stato di equilibrio (1) è asintoticamente stabile
possiamo calcolare gli autovalori della matrice del sistema linearizzato:
che
ha la seguente equazione caratteristica:
La
condizione (2) di esistenza dell’equilibrio implica quindi che gli autovalori
del sistema linearizzato abbiano somma negativa
![]() ![]() L’equilibrio
![]() Quanto
detto si può riassumere con il seguente quadro delle traiettorie
caratterizzato da due selle e da un fuoco stabile.
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ESERCIZIO
SUCCESSIVO![]() |