17. Тутубалин В.Н. и др. Математическое моделирование в экологии. M., 1999.
18. Форрестер Дж. Мировая динамика M., 1978.
19. Forrester J.W. System Dynamics and the Lessons of 35 years // A Systems - based
approach to Policymaking / Ed.by De Green U.B. Boston: Kluwer, 1995. P. 199-239.
20. Forrester J.W. Nonlinearity in high-order models of social systems// Eur. J. of Opnl.
Res. 1987. Vol. 30. P. 104-109.
21. Hanneman R.A. Computer-assisted theory building. Modeling dynamic social
systems. N. Y.: Sage. 1988.
22. Harvey D.L., Reed M. Social Science as the Study of Complex Systems // Chaos
Theory in the Social Sciences / Ed.by L.D.Kiel and E.Elliot Ann Arbor. The Univ. of
Michigan Press, 1996. P. 295-323.
23. Huckfeldt R.R., Kohfeld C.W., Likens T.W. Dynamic modeling. An Introduction.
Newbery Park: Sage, 1982.
24. Olinick M. An Introduction to mathematical models in social and life scince. N.Y.,
1978.
25. Rapoport A. Mathematical models in the social and behavioral science. N.Y.: Wiley,
1983.
26. Richardson L. E. Arms and Insecurity. Pittsburgh: Boxwood, 1960.
27. Weidlich W. Stability and Cyclicity in Social Systems // Behavioral Sci. Vol. 33.
1988. P. 241-256.
FƏSİL 13. XAOS VƏ KATASTROFA MODELLƏRİ
13.1. “Quraşdırma” katastrofasının riyazi modeli
Katastrofalar nəzəriyyəsinin əsas müddəalarını ―quraşdırma‖ katastrofasının
nümunəsində
nəzərdən keçirək, hansına ki, aşağıdakı differensial tənlik uyğun gəlir.
dx/dt= - x
3
+ bx + a (13.1)
burada
a və
b parametrlərinin qiymətləri variasiya edəndə sistemin də davranışı
(stasionar nöqtələrin sayı, onların yeri) da dəyişəcəkdir. Bu dəyişikliklərin keyfiyyət
xarakterini öyrənmək üçün potensial funksiyanı nəzərdən keçirək.
F (x,a,b) = x
4
/ 4 - bx
2
/ 2-ax
Qeyd edək ki,
F(1,a,b) = х 4 /4 - b12 /2 - ах.
Şəkil 13.1-
də
F funksiyasının
davranışını
xarakterizə
edən
ikiölçülü qrafiklər
göstərilmişdir. Şəkil
13.1.a-da
bifurkasion
əyri
adlandırılan
əyri
(
4b
3
– 27a
2
) təsvir olunmuşdur. Bu əyri müstəvini 2 hissəyə (
a, b) bölür. Əyrinin daxilində
F funksiyası iki minimuma (şəkil 13.1.
b) malikdir. Bu əyrinin hüdudlarından kənarda isə F
funksiuası ancaq bir minimuma malikdir (13.1.
b). məlum olduğu kimi
F funksiyasının
ekstremal qiymətlərini birinci törəməni sıfıra bərabərləşdirməklə müəyyən etmək olar:
x
3
– bx – a=0 (13.2)
Şəkil 13.2.
Həmçinin
r funksiyasının
tədqiqini
keçirmək
məqsədə
uyğundur, bunun üçün (-5; 5)
intervalından fiksasiya olunmuş y
qiymətlərinin
yanında
qafiklər
seriyasını qurmaq lazımdır.
Əgər
üçölçülü
məkanda
şaquli
oxda
tənliyin
xüsusi
nöqtələrinin vəziyyətini əks etdirsək
(13.1) х*, х*, qalan iki ox üzrə isə
a
və
b
parametrləri
göstərsək,
onda
katastrofalar (fəlakətlər) səthini əldə
etmiş
oluruq (şək. 13.2). Проекция на
плоскость параметров (
а, b) özündə şaquli xətt olan parametrlər üzərinə aparılan
proyeksiya bifurkasiya əyrini bizə verir. (13.2) tənliyi bu cür yenidən yazaq:
х
3
- ух- 3 = 0, (13.3)
burada
у = b; 3 = а. hesab etmək olar ki, bu tənlik qeyrixətti funksiya tapşırığını
bizə verir, burada
у və
z – müstəqil dəyişən,
х isə asılı dəyişəndir. Bu funksiyanın qrafikini
üç ölçülü məkanda Ecsel vasitəsilə təsvi etmək olar. Burada əsas çətinlik ondan ibarətdir ki,
bəzi mənalarda bu funksiya öz təkmənalılığını itirmiş olur. Bununla belə bu funksiyanın
qrafikini çəkmək olar. Məsələn, əgər (13.3) asılı
dəyişən z-dürsə, onda belə yazmaq olar:
z = х
3
– ху(13.4)
bu isə iki dəyişənin, yəni
x və
y – in adi funksiyasıdır və onu elektron cədvəllər
vasitəsilə quraşdırmaq olar.
§12.3-də göstərildiyi kimi müstəvidə faza portretinin əsas xarakteristikaları
tarazlığın vəziyyəti və ən son sikllərdir. Separatrisalar tarazlığın vəziyyəti və ən son
dövrlərdir. Separatrisalar tarazlığın yəhər vəziyyətini xüsusi nöqtələr və ən son sikllərlə
bağlayırlar. əgər struktur – müvazinət parametrlərini dəyişsək, onda faza portreti də
dəyişməyə başlayacaq, amma onun topoloji strukturu parametr qiymətlərinin müəyyən
diapazonunda sabit qalacaqdır. Parametlərin kritik qiymətlərinə çatan zaman bifurkasiya
baş verir – faza portretinin topoloji strukturu dəyişir. Dinamik sistemin parametrlərdən asılı
olan keyfiyyətli tədqiqi onda ola biləcək bütün mümkün bifurkasiyaların təsvirini və
parametrlərin çoxlu bifurkasiya qiymətlərinin müəyyən etməyi nəzərdə tutur.
Bir parametrdən asılı olan sistemi nəzərdən keçirək. Şəkil 12.5-3 qayıdaq. Hansında
ki, müvazinət nöqtəsi ətrafında tipik faza portretləri təsvir olunmuşdur. İki halda müvazinət
vəziyyəti sabit sayılır (sabit fokus və yəhər) və üç halda isə qeyri-sabit sayılır (yəhər və
qeyri-sabit düyün, fokus).
Əgər sistemin dəyişməsi prosesində parametr bifurkasiya qiymətinə yaxınlaşırsa,
onda ya iki müvazinət vəziyyəti birləşir və ―ölür‖ (sistem başqa rejimə keçərək sıçrayış
edir) və ya müvazinətin iki yeni vəziyyəti ―doğulur‖. Həm də ki, müvazinətin iki
vəziyyətindən
biri sabit, digəri isə qeyri-sabit olur.
Son hədd dövrünün yaranma situasiyası aşağıdakı tənliklər sistemi ilə illüstrasiya
oluna bilər.
????????????/???????????? = ???????????? − ??????3
????????????/???????????? = ??????
(13.5)
burada
c – konstantadır
r və
f əks koordinatlardır. (x=rcos cp; j/rsin+p). Əgər A˂0,
onda (13.5) dinamik sistemi bir sabit fokusa malikdir. Əgər A parametri dəyişirsə və
müsbət olursa, onda Xonfa – nında bifurkasiyası baş verir, fokus müvazinətini itiri ə
sistemdə ˃X(1) radiuslu sabit son hədd sikli yaranır. (13.5) sisteminin faza portreti bu halda
daxildən və xaricdən son hədd
siklinə
―sarılan‖