prawo|mały| A=M=0, K=C=1, B=3, ν=0,5, Q=-0,5 prawo|mały| Efekt zmiany parametru A. Wszystkie pozostałe parametry wynoszą 1. prawo|mały| Efekt zmiany parametru B. A = 0, wszystkie pozostałe parametry wynoszą 1. prawo|mały| Efekt zmiany parametru C. A = 0, wszystkie pozostałe parametry wynoszą 1. prawo|mały| Efekt zmiany parametru K. A = 0, wszystkie pozostałe parametry wynoszą 1. prawo|mały| Efekt zmiany parametru Q. A = 0, wszystkie pozostałe parametry wynoszą 1. prawo|mały| Wpływ zmiany parametru . A = 0, wszystkie pozostałe parametry wynoszą 1. Uogólniona funkcja (lub krzywa) logistyczna – funkcja generująca krzywe w kształcie litery S. Jest rozszerzeniem funkcji logistycznej. Została opracowana jako model wzrostu populacji i rozprzestrzeniania się zjawisk przez biologa F. J. Richardsa w 1959, stąd czasem nazywana jest krzywą Richardsa.
Definicja Uogólniona funkcja logistyczna ma następującą postać:
Gdzie to wybrana miara badanego zjawiska, zaś to czas. Krzywa ma sześć parametrów:
– lewa asymptota pozioma; – prawa asymptota pozioma, jeżeli ; jeśli i , nazywa się pojemnością środowiska; – tempo wzrostu; – parametr wpływający na to, w pobliżu której asymptoty występuje maksymalny wzrost. – parametr powiązany z wartością – parametr zazwyczaj przyjmujący wartość 1. W przeciwnym razie prawa asymptota to
Równanie może również być zapisane w formie:
gdzie może być traktowane jako moment początkowy, w którym .
Wreszcie, zapis zawierający zarówno parametr , jak i może okazać się wygodny:
Takie sformułowanie ułatwia ustawienie zarówno czasu początkowego, jak i wartości w tym czasie.
Jeżeli , otrzymamy funkcję logistyczną z punktem przegięcia w czasie .
Równanie różniczkowe Szczególnym przypadkiem uogólnionej funkcji logistycznej jest:
,
co jest rozwiązaniem równania różniczkowego Richardsa (RDE):
z warunkiem początkowym
gdzie
pod warunkiem że i
Klasyczne logistyczne równanie różniczkowe jest szczególnym przypadkiem powyższego równania, gdzie = 1, natomiast krzywą Gompertza można odzyskać w granicy pod warunkiem że:
W rzeczywistości dla małego
Równanie różniczkowe Richardsa umożliwia modelowanie wielu zjawisk wzrostu, pojawiających się w takich dziedzinach, jak onkologia i epidemiologia.
Gradient uogólnionej funkcji logistycznej Przy estymacji parametrów na podstawie danych często konieczne jest obliczenie pochodnych cząstkowych funkcji logistycznej względem parametrów w danym punkcie danych (patrz). Jeżeli , mamy:
Specjalne przypadki Następujące funkcje są konkretnymi przypadkami krzywych Richardsa:
funkcja logistyczna krzywa Gompertza
Przypisy
Bibliografia
Kategoria:Funkcje matematyczne