(1)若国民平均收入x与人口平均资金积累y成正比,说明仅当总资金积累的相对增长率k大于人口的相对增长率r时,国民平均收入才是增长的.
(2)作出k(x)和r(x)的示意图,分析人口激增会导致什么后果.
二、实验步骤:
1.【建模分析】:
(1).(X(t),Y(t))与(x(t),y(t))之间的距离总是硬棒的长度,于是
(1)
(2).玩具总是在硬棒的方向上运动,因此,两个位置的差向量是玩具的速度方向的倍数, :
(2)
(3)玩具的速度依赖于小孩的速度向量Vc的方向。小孩的速度 在硬棒上的投影是玩具的速度 的模。
【特例】:假设小孩在半径为a(硬棒的长)的圆上行走。在此特殊情况下,玩具停留在此圆的圆心,根本不运动。
将式(2)代入式(1)可得,
(3)
于是
(4)
(4)如何利用 ?
标准化差向量 ,可得单位向量 ;
确定 在 生成的子空间上的投影: ;
(5)数值解法
(6)数值解Matlab程序:
2.x1(t)---t时刻总资金积累量,x2(t)---t时刻人口数量,x3(t)---t时刻国民平均收入量,k---总资金的相对增长率,r---人口的相对增长率
假设:
(1)总资金增长和人口增长均满足指数增长,由题知:国民平均收入与按人口平均资金积累成正比,并设此比例系数为a。
(2)根据网上获得的数据,自2007年起,我国人口总数为1321851188,总资金积累量(国内生产总值)为246637亿元,人口增长率为1.07%,总资金(国内生产总值)增长率为11.5%。a的值约为1。
求解的Matlab程序代码:
先建立M文件fundPopulation.m如下示:
function dx=fundPopulation(t,x)
dx=zeros(3,1)
k=0.115r=0.0117a=1x(3)=a*x(1)/x(2)
dx(1)=k*x(1)dx(2)=r*x(2)dx(3)=a*(k-r)*x(3)
主程序weifengfangcheng.m 如下:
[t,x]=ode45('fundPopulation',[2007 2050],[246637 1321851188 18658.45])
figure(1),plot(t,x(:,1),'k*') %作出总资产积累量与时间的图像
xlabel('时间[年]'),ylabel('总资金积累[亿元]')
figure(2),plot(t,x(:,2),'m-') %作出人口数与时间的图像
hold on
xlabel('时间[年]'),ylabel('人口数')
figure(3),plot(t,x(:,3),'r+') %作出国民平均收入与时间的图像
hold on
xlabel('时间[年]'),ylabel('国民平均收入[亿元]')
三、实验结果分析
答: 1.运行结果:
2.由上面推理知:国民平均收入量满足指数增长,其增长率为(k-r),故仅当总资金积累的相对增长率k大于人口的相对率r时,国民平均收入才是增长的。
上图(1)是总资金积累量与时间的图像。
上图(2)是人口数与时间的关系。
上图(3)是国民平均收入与时间的关系。
所以综上,当人口激增时,在一定程度上,人口平均资金积累和国民平均收入都会减少,人们的生活水平将会下降。国家应该实施宏观调控来控制人口增长,以保证人们的生活水平进一步提高。
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