8.2
미분 방정식으로 인구 증가를 모델링하는 것은 인구가 시간에 따라 어떻게 변하는지에 대한 가정들을 연결한다. 무한한 자원을 가정할 때, 인구 증가율은 그 크기에 비례합니다.
이 가정을 방정식으로 변환하면 지수 해를 가진 1차 미분 방정식이 됩니다.
실제로 식량, 물, 주거, 에너지 같은 자원은 유한하여 인구 증가를 최대 지속 가능한 수용 능력 M으로 제한합니다 .
인구가 M보다 적으면 자원이 충분하며, 성장은 M을 향해 일어난다. 만약 M을 초과하면 부족 현상으로 인해 사망률이나 이주가 증가하여 인구가 줄어듭니다.
이러한 추세를 모델링하기 위해 두 가지 가정이 있습니다: 첫째, P(t) 값이 작을 경우 성장률은 P(t)에 비례하고, 둘째, P(t)가 M을 초과하면 개체군이 감소하기 시작합니다.
이 가정들을 결합하면 로지스틱 성장 모델이 완성됩니다. 성장률은 현재 개체군 크기 P(t)와 수용 용량 M 과 P(t) 간의 차이에 비례하며, 이는 일반적인 형태로도 표현할 수 있습니다.
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