Lotka-Volterra

Als ergänzende Zusatzinformationen möchten wir in diesem Abschnitt darauf hinweisen, dass sich auch das Räuber-Beute-Modell

für immer kleiner werdende Schrittweiten als (gewöhnliche) Differentialgleichungen beschreiben lässt.

Mit der gleichen Herleitung wie bei einer Spezies erhalten wir das folgende System:

Diese Differentialgleichungen werden auch als Lotka-Volterra-Gleichungen bezeichnet.

Diese Gleichungen bilden eine wichtige Grundlage zur Beschreibung von biologischen und physikalischen Vorgängen, insbesondere der Populationsdynamik. Ist diese Grundlage einmal verstanden, so lässt sich das Modell beliebig erweitern, um weitere Abhängigkeiten und Einflussfaktoren einzubeziehen.

Der folgende Code löst die Lotka-Volterra-Gleichungen unter Verwendung der taralino-Bibliothek. Zur genauen Referenz sei auf

Das Ode-Paket

verwiesen.

Simulation
Zunächst werden sämtliche Parameter definiert, bevor die Differentialgleichung definiert und gelöst wird. Das Ergebnis wird entsprechend dargestellt.
Quiz
Projektaufgabe