Preda-predatore
: SOLUZIONE |
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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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