第四章差分方程例講例1市場經濟中的蛛網模型問題供大于求現象商品數量與價格的振蕩在什么條件下趨向穩定當不穩定時政府能采取什么干預手段使之穩定價格下降減少產量增加產量價格上漲供不應求描述商品數量與價格的變化規律數量與價格在振蕩蛛網模型gx0y0P0fxy0xk~第k時段商品數量；yk~第k時段商品價格消費者的需求關系生產者的供應關系減函數增函數供應函數需求函數f與g的交點P0(x0,y0)~平衡點一旦xk=x0，則yk=y0,xk+1,xk+2,…=x0,yk+1,yk+2,…=y0

xy0fgy0x0P0設x1偏離x0x1x2P2y1P1y2P3P4x3y3P0是穩定平衡點P1P2P3P4P0是不穩定平衡點xy0y0x0P0fg曲線斜率蛛網模型在P0點附近用直線近似曲線P0穩定P0不穩定方程模型方程模型與蛛網模型的一致~商品數量減少1單位,價格上漲幅度~價格上漲1單位,(下時段)供應的增量考察,的含義~消費者對需求的敏感程度~生產者對價格的敏感程度小,有利于經濟穩定小,有利于經濟穩定結果解釋xk~第k時段商品數量；yk~第k時段商品價格經濟穩定結果解釋經濟不穩定時政府的干預辦法1.使盡量小，如=0

以行政手段控制價格不變2.使盡量小，如=0靠經濟實力控制數量不變xy0y0gfxy0x0gf結果解釋需求曲線變為水平供應曲線變為豎直模型的推廣

生產者根據當前時段和前一時段的價格決定下一時段的產量。生產者管理水平提高設供應函數為需求函數不變二階線性常系數差分方程x0為平衡點研究平衡點穩定，即k,xkx0的條件

例2減肥計劃——節食與運動背景

多數減肥食品達不到減肥目標，或不能維持

通過控制飲食和適當的運動，在不傷害身體的前提下，達到減輕體重并維持下去的目標分析

體重變化由體內能量守恒破壞引起

飲食（吸收熱量）引起體重增加

代謝和運動（消耗熱量）引起體重減少體重指數BMI=w(kg)/l2(m2).18.5<BMI<25~正常；BMI>25~超重;BMI>30~肥胖.模型假設1）體重增加正比于吸收的熱量——每8000千卡增加體重1千克；2）代謝引起的體重減少正比于體重——每周每公斤體重消耗200千卡~320千卡(因人而異),

相當于70千克的人每天消耗2000千卡~3200千卡；3）運動引起的體重減少正比于體重，且與運動形式有關；4）為了安全與健康，每周體重減少不宜超過1.5千克，每周吸收熱量不要小于10000千卡。某甲體重100千克，目前每周吸收20000千卡熱量，體重維持不變。現欲減肥至75千克。第一階段：每周減肥1千克，每周吸收熱量逐漸減少，直至達到下限（10000千卡）；第二階段：每周吸收熱量保持下限，減肥達到目標2）若要加快進程，第二階段增加運動，試安排計劃。1）在不運動的情況下安排一個兩階段計劃。減肥計劃3）給出達到目標后維持體重的方案。確定某甲的代謝消耗系數即每周每千克體重消耗20000/100=200千卡基本模型w(k)~第k周(末)體重c(k)~第k周吸收熱量~代謝消耗系數(因人而異)1）不運動情況的兩階段減肥計劃每周吸收20000千卡w=100千克不變第一階段:w(k)每周減1千克,c(k)減至下限10000千卡第一階段10周,每周減1千克，第10周末體重90千克吸收熱量為1）不運動情況的兩階段減肥計劃第二階段：每周c(k)保持Cm,w(k)減至75千克1）不運動情況的兩階段減肥計劃基本模型第二階段：每周c(k)保持Cm,w(k)減至75千克第二階段19周,每周吸收熱量保持10000千卡,體重按減少至75千克。運動t=24(每周跳舞8小時或自行車10小時),14周即可。2）第二階段增加運動的減肥計劃根據資料每小時每千克體重消耗的熱量(千卡):

跑步跳舞

乒乓自行車(中速)游泳(50米/分)7.03.04.42.5