Forestil dig en model for antallet af en befolkning, hvor befolkningen vokser
med en fast brøkdel per år. Så er befolkningstallet det i+1'te år givet ved
xi+1 = R xi,
og befolkningstallet det n'te år er givet ved
xn=Rn x0.
Dette er ikke nogen realistisk opførsel for en befolkning, da xn →
∞, hvis R>1.
Vi kan gøre xn begrænset ved at lade xi+1 vokse afhængigt
af mætningen 1-xi hvor 1 så svarer til et loft for befokningen (vi
har normaliseret befolkningstallet). Dvs. er befolkningstallet mindre end 1 vil
væksten være positiv og er den større end 1 vil væksten være negativ. Det kan
vi gøre ved at lade
xi+1 = R(1-xi)xi. Denne
afbildning kaldes den logistiske afbildning.
Denne model afhænger tydeligvis af R, men hvor meget?
Lad os se på nogle eksempler (Alle grafer afbildes i et vindue med y-interval
[0;1,1] og de første 10 eksempler viser 100 iterationer, de næste 3 400
iterationer og det sidste 1000 iterationer):
R=1,8:
|
R=2,0:
|
R=2,5:
|
R=2,8:
|
R=3,0:
|
R=3,2:
|
R=3,4:
|
R=3,6:
|
R=3,8:
|
R=3,9:
|
R=3,95:
|
R=3,98:
|
R=3,99:
|
R=3,9999999:
|
Lad os prøve at afbilde de de første 120 funktionspunkter for xi+1 =
R(1-xi)xi efter 5000 iterationer op ad 2. aksen og lade R
vandre ad 1. aksen.
Billedet som fremkommer kalder vi for Feigenbaum-diagrammet hørende til den
logistiske afbildning. Diagrammet er opkaldt efter fysikeren
Mitchell Feigenbaum
, som fandt universelle træk ved systemer, der
ligesom dette løber ind i en kaskade af periodefordoblinger (se diagrammet).