数学建模动物体重变化模型.doc
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动物体重增加研究
李旭东
金禾91班
09051075
摘要:动物获得热量,使得动物体重增加,但同时体重也在消耗热量,这是一个随时间变化而变化动态的过程。运用离散方法分析建立模型,假设每天吸收的热量全部转化为体重,列出第(n-1)天与第n 天的体重随时间变化关系式,将式子递推到初始体重,利用求极限方法,求出该体重。或用微分方法,列出体重的变化量,求出体重
关键词:初始体重体重与时间变化关系微分极限
问题提出
某动物从食物中每天得到2500卡(1卡=4.184焦)的热量,其中1200卡用于基本的新陈代谢,每天每kg的体重需要再消耗16卡。假如它每增加1kg的体重需要10000卡的热量,问该动物体重怎样变化?
模型假设
1不考虑因外界因素所导致的自身热量的流失,即所有的热量用于新陈代谢,体重散失和体重的增加。
2 不考虑有自身新陈代谢所增加的热量
3假定体重随时间变化是稳定的。
4其他假设在模型中列出
问题分析
剩余的热量转化为体重与吸收和消耗热量有关,都与时间有关,以时间为变量建立模型,忽略其他因素对动物体重的影响。从而通过时间与体重的关系进行求解。
模型建立
(1)离散模型
1 假设动物的初始体重为M(0)kg,第n天体重为M(n)kg;
每卡热量转变为1/10000kg的体重;
则第n天的体重变化为:
M(n)=M(n-1)+;
(n>=1且n为整数)
2模型求解
M(n)=- M(n-1);
M(n)=- ( - M(n-2))
.
由此递推至M (0)项;
所以:
M(n)=(1+++…++*M(0);
=+*M(0)
得出:
(2)微分模型
1 假设动物的初始体重为x(0)kg,第t时刻体重为x(t)kg;
每卡热量转变1/10000kg体重;
则第t+△t时刻的体重为:
x(t+△t)=x(t)+
2模型求解
x(t+△t)-x(t)=
=
X(t)=()
得出:
模型评价与改进
建立模型并不复杂,如果考虑其他因素的影响,则将是问题非常的复杂。因此此模型是基于理想化的模型。因此与实际情况将会有很大的误差。为了提高精度可以将假设进行改进,例如可以通过实际调查考虑到热量由其他因素流失的比例,代入模型进行优化。也可以假设其随时间变化的为非线性的增加,或许更能符合实际条件。