Уравнение Фишера (математика): различия между версиями

[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки
м оформление
Строка 1:
{{Другие значения|Уравнение Фишера (значения)}}
'''Уравнение Фишера''' ({{lang-en|Fisher's equation}}, также известно как '''уравнение Колмогорова- — Петровского- — Пискунова''', '''уравнение КПП''' или '''уравнение Фишера- — КПП''') — [[Нелинейное уравнение|нелинейное]] [[Дифференциальное уравнение в частных производных|уравнение в частных производных]] второго порядка:
: <math> \frac{\partial w}{\partial t}=\frac{\partial^2 w}{\partial x^2}+aw(1-w).</math>
 
== История ==
Уравнение названо в честь [[Статистика|статистика]] и [[Биология|биолога]] [[Фишер, Рональд Эйлмер|Рональда Эйлмера Фишера]], предложившего его в [[1937  год|1937]] годуу в контексте популяционной динамики для описания пространственного распределения выгодных [[Аллели|аллелей]] и нашедшего его решение в виде [[Бегущая волна|бегущей волны]].<ref name="Фишер">R. A. Fisher. [http://digital.library.adelaide.edu.au/dspace/handle/2440/15125 ''The wave of advance of advantageous genes''], ''Ann. Eugenics'' ''7'':353–369353-369, 1937</ref>
 
== Применение ==
Уравнение Фишера встречается в задачах тепло- и массообмена, теории [[Горение|горения]], [[Биология|биологии]] и [[Экология|экологии]], в [[Физика плазмы|физике плазмы]] и задачах теории [[Фазовый переход|фазовых переходов]]. Оно описывает, например, массоперенос в двухкомпонентной неподвижной смеси при наличии объемной химической реакции квазипервого порядка. Кинетическая функция <math>f(w)=aw(1-w)</math> моделирует также автокаталитическое цепное превращение в теории горения.<ref name="Полянин">* {{книга| автор = Полянин А.Д., Зайцев В.Ф.| заглавие = Справочник по нелинейным уравнениям математической физики| место = М.| издательство = ФИЗМАТЛИТ| год = 2002| страницы = 11| страниц = 432}}</ref>
 
== Решения ==
Для скорости волны <math>c\ge 2\sqrt a</math> уравнение допускает решения в виде бегущей волны <math> w(x,t)=w(x\pm ct)=w(z)</math>, причем <math>\lim_{z\rightarrow -\infty}=0,\lim_{z\rightarrow +\infty}=1</math>. Форма решений уникальна для каждой длины волны. Для <math>c< 2\sqrt a</math> таких решений не существует.<ref name="Фишер"></ref>
 
Строка 15:
: <math> w(z)=\left[\pm 1+C\exp (\mp\frac{z}{\sqrt 6}) \right ]^{-2}, </math>
: <math> w(z)=\frac{1+2C\exp (\mp\frac{z}{\sqrt 6})}{\left[1+C\exp (\mp\frac{z}{\sqrt 6}) \right ]^2}, </math>
где <math>C</math>  — произвольная постоянная.<ref name="Полянин"></ref>
 
== Примечания ==