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数值计算方法论文.docx

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文档介绍:: .
丿胡筍段工孝院HunanInstituteofScienceandTechnology计算机学院

X=8时,时间为2016年

X=9时,时间为2017年

X=10时,时间为2018年

X=11时,时间为2019年

X=12时,时间为2020年

X=13时,时间为2021年

X=14时,时间为2022年

X=15时,时间为2023年

X=16时,时间为2024年

表一
由上可知,出生率在逐年上升,而且上升的趋势很平稳,相邻的两个年份之间出
上图表示的是关于死亡率的线性图。从上图可以看出,1994年到2004年死亡率呈现复杂波动的曲线;而2006年到2014年,死亡率的起伏较小,同样呈现对数的关系。
Yd=(k)+
(2)
通过函数(2)可以预测2015年到2024年的死亡率:
年份(k=1时,时间为2006年),以此类推
死亡率(千分比)
K=10时,年份为2015

K=11时,年份为2016

K=12时,年份为2017

K=13时,年份为2018

K=14时,年份为2019

K=15时,年份为2020

K=16时,年份为2021

K=17时,年份为2022

K=18时,年份为2023

K=19时,年份为2024

表二根据出生率和死亡率可以得到自然增长率:
表三
从预测的出生率和死亡率可以看出虽然出生率,死亡率一直在上升,但是出生率始终大于死亡率,那么自然增长率则是在逐年上升的,所以人口则会一直在增加。在已知自然增长率的情况下,就可以通过查找资料得到近二十年来的总人口变化数,然后通过计算得到未来十年的人口数。
年份
总人口数(人)
2015
5632814
2016
5671641
2017
5711598
2018
5752618
2019
5794040
2020
5837647
2021
5881627
2022
5926503
2023
5972363
2024
6019007
表四
所以当到2024年时,岳阳总人口数是6019007人
六、问题二的模型建立与求解模型:logistic阻滞增长模型
阻滞增长模型(Logistic模型)阻滞增长模型的原理:阻滞增长模型是考虑到自然资源、环境条件等因素对人口增长的阻滞作用,对指数增长模型的基本假设进行修改后得到的。阻滞作用体现在对人口增长率r的影响上,使得r随着人口数量x的增加而下降。若将r表示为x的函数r(X)。则它应是减函数。于是有:
x(0)=x
0
1)
dx
=r(x)x,dt对r(x)的一个最简单的假定是,设r(x)为x的线性函数,即
r(x)=r一sx(r>0,s>0)(2)xx=x设自然资源和环境条件所能容纳的最大人口数量m,当m时人口不再
rr(x)=0S=—
增长,即增长率m,代入(2)式得Xm,于是(2)式为
xr(x)=r(1-)x将(3)代入方程(1)得:
dx,-x、=rx(1-——)<atxx(0)=xm0
解得:
x(t)=
x
m
x
1+(—m—1)e-rtx
0
用matlab(附录三)求得未来十年人口数量为:
年份
总人口数(人)
2015
5565500
2016
5567100
2017
5568400
2018
5569400
2019
5570300
2020
5571000
2021
5571600
2022
5572100
2023
5572500
2024
5572800
七、模型的科学性分析
回归模型的评价:
优点:
,对实际情况有较为周全的考虑,而且对于人口的实际控制有着很强的理论指导价值。
,误差基本都在5%o以内,适合短期预测。缺点:
回归方法拟合参数不能找出数据本质上的关联,且此方法过于依赖数据,不能进行长期预测。
logistic阻滞增长模型的评价:
人口的增长基本上是按照自然的规律增长,一般都有规律可寻,随机误差服从正态分布,因此用最小二乘法拟合所得到的结果应有较大的可信度。
八、附录
附录一: