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...@@ -51,50 +51,57 @@ RÉSUMÉ<br> ...@@ -51,50 +51,57 @@ RÉSUMÉ<br>
avec $`\Delta t`$ inférieur à l'âge de reproduction. avec $`\Delta t`$ inférieur à l'âge de reproduction.
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##### Puis-je utiliser le calcul différentiel appliqué à des variables réelles pour décrire la dynamique de variables discrètes?
à faire
##### Le modèle à taux de croissance constant : modèle exponentiel ##### Le modèle à taux de croissance constant : modèle exponentiel
* $`N(t)`$ : Nombre d'individus à l'instant $`t`$ dans une population $`\mathscr{P}`$ * Soit **$`X(t)`$** une variable qui peut représenter
* la *valeur réelle d'une grandeur physique continue* à l'instant $`t`$.
* un *nombre entier d'entités au sein d'un système* à l'instant $`t`$
* L'accroissement naturel $`dN`$ d'une population entre une date initiale $`t`$ et sur une * L'accroissement $`dX`$ de la variable à l'instant $`t`$ et sur une
durée infinitésimale $`dt`$ est proportionnel à l'effectif $`N(t)`$ de la population durée infinitésimale $`dt`$ est proportionnel à $`X(t)`$, valeur de la variable
à l'instant $`t`$ : à l'instant $`t`$ :
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$`\left.\dfrac{dN}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} \,=\,\underbrace{\propto N(t)}_{\text{proportionnel à N(t)}}`$ $`\left.\dfrac{dX}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} \,=\,\underbrace{\propto X(t)}_{\text{proportionnel à X(t)}}`$
<br> <br>
Notons $`r(t)`$ et appelons taux de croissance par individu de la population le coefficient de proportionnalité : Notons $`r(t)`$ et appelons taux de croissance par individu de la population le coefficient de proportionnalité :
<br> <br>
$`\left.\dfrac{dN}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} \,=\,r(t)\, N(t)`$ $`\left.\dfrac{dX}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} \,=\,r(t)\, X(t)`$
<br> <br>
Le modèle à taux de croissance constante postule que $`r`$ ne dépend pas du temps. Le modèle à taux de croissance constante postule que $`r`$ ne dépend pas du temps.
<br> <br>
$`\left.\dfrac{dN}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} \,=\,r\, N(t)`$ $`\left.\dfrac{dX}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} \,=\,r\, X(t)`$
* Calculons l'effectif $`N(t_2)`$ de $`\mathscr{P}`$ à une date $`t_2`$ connaissant l'effectif $`N(t_1)`$ à une date $`t_1`$ : * Calculons l'effectif $`X(t_2)`$ de $`\mathscr{P}`$ à une date $`t_2`$ connaissant l'effectif $`X(t_1)`$ à une date $`t_1`$ :
<br> <br>
$`\color{brown}{\Large{\left.\dfrac{dN}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} = r\,N(t)}}`$ $`\color{brown}{\Large{\left.\dfrac{dX}{dt}\right\lvert_{\,\bigt} = r\,X(t)}}`$
$`\displaystyle\begin{align} $`\displaystyle\begin{align}
\;\;&\Longrightarrow\quad\left.\dfrac{dN}{N}\right\lvert_{\,\bigt}=r\,dt\\ \;\;&\Longrightarrow\quad\left.\dfrac{dX}{X}\right\lvert_{\,\bigt}=r\,dt\\
\\ \\
&\Longrightarrow\;\underbrace{\int_{N(t_1)}^{N(t_2)}\dfrac{dN}{N}}_{\color{blue}{\begin{array}{c} &\Longrightarrow\;\underbrace{\int_{X(t_1)}^{X(t_2)}\dfrac{dX}{X}}_{\color{blue}{\begin{array}{c}
\text{Primitive }\left(\large{\frac{dx}{x}} \right)\\ =\;ln\,|\,x\,|\end{array}}}=\int_{t_1}^{t_2} r\,dt\\ \text{Primitive }\left(\large{\frac{dx}{x}} \right)\\ =\;ln\,|\,x\,|\end{array}}}=\int_{t_1}^{t_2} r\,dt\\
\\ \\
&\Longrightarrow\;\big[\,ln\,|N|\,\big]_{N(t_1)}^{N(t_2)}= r \,\big[\,t\,\big]_{t_1}^{t_2}\\ &\Longrightarrow\;\big[\,ln\,|X|\,\big]_{X(t_1)}^{X(t_2)}= r \,\big[\,t\,\big]_{t_1}^{t_2}\\
\\ \\
&\Longrightarrow\;\underbrace{ln\,|N(t_2)|-\,ln\,|N(t_1)|}_{\color{blue}{ &\Longrightarrow\;\underbrace{ln\,|X(t_2)|-\,ln\,|X(t_1)|}_{\color{blue}{
N\,>\,0 \;\Longrightarrow\;|N|\,=\,N}} = r\,(t_2 - t_1)\\ N\,>\,0 \;\Longrightarrow\;|X|\,=\,X}} = r\,(t_2 - t_1)\\
\\ \\
&\Longrightarrow\; ln\,N(t_2) = ln\,N(t_1) + r\,(t_2 - t_1)\\ &\Longrightarrow\; ln\,X(t_2) = ln\,X(t_1) + r\,(t_2 - t_1)\\
\\ \\
&\Longrightarrow\; \underbrace{exp\big[ln\,N(t_2)\big]}_{\color{blue}{exp\,(ln\,x)\;=\;x}} &\Longrightarrow\; \underbrace{exp\big[ln\,X(t_2)\big]}_{\color{blue}{exp\,(ln\,x)\;=\;x}}
=\underbrace{exp\big[ln\,N(t_1) + r\,(t_2 - t_1)\big]}_{\color{blue}{exp\,(a+b)\;=\;exp\,a\;\times\; exp\,b}}\\ =\underbrace{exp\big[ln\,X(t_1) + r\,(t_2 - t_1)\big]}_{\color{blue}{exp\,(a+b)\;=\;exp\,a\;\times\; exp\,b}}\\
\\ \\
&\Longrightarrow\; N(t_2)=N(t_1)\,exp\,\big[r\,(t_2 - t_1)\big]\\ &\Longrightarrow\; X(t_2)=X(t_1)\,exp\,\big[r\,(t_2 - t_1)\big]\\
\\ \\
&\color{brown}{\Longrightarrow\; \Large{N(t_2)=N(t_1)\;e^{\,r\,(t_2-t_1)}}} &\color{brown}{\Longrightarrow\; \Large{X(t_2)=X(t_1)\;e^{\,r\,(t_2-t_1)}}}
\end{align}`$ \end{align}`$
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