next up previous
Next: Des lapins et des Up: Solution Previous: Solution

La guerre des lapins

Si on ne se souvient pas directement de son cours, pour obtenir la forme explicite correspondant à la suite tex2html_wrap_inline153 s'obtient sous Maple par:

> rsolve(u(n)=R*u(n-1),u(n));

equation85

Cette suite est convergente dès lors que |R| est inférieur à 1, auquel cas la suite tend vers 0, ce qui correspond à une extinction de population. Donc du point de vue des lapins, il faut que R>1.

La procédure suivante permet de simuler l'évolution de la population lapine, tout en tenant compte que l'accroissement de population diminue quand la population se rapproche de tex2html_wrap_inline281 .

> u := proc(n:integer)
  option remember;
    if n>0 then floor(R*u(n-1)*(1-u(n-1)/100000))
         else 500
    fi
  end;

On obtient par exemple le tracé de l'évolution de la population lapine pour R=1.1 par les instructions suivantes:

> readlib(forget);
> R:=1.1; forget(u); plot([seq([i,u(i)],i=1..100)],style=LINE,color=red);

On constate que tant que tex2html_wrap_inline285 , l'évolution de la population est convergeante. Pour R=3.05, on constate que l'évolution de la population devient cyclique, de période 2. Pour R=3.336 et R=3.56, l'évolution est toujours cyclique mais de période 4 (c'est à dire qu'on a assisté à un doublement de période). Pour R=3.57, l'évolution est encore cyclique, mais la période est 32 (c'est à dire que le phénomène de doublement de période s'est répété 3 fois). Pour R=3.58, l'évolution n'est plus du tout cyclique: elle est devenue chaotique. L'évolution reste chaotique tant que tex2html_wrap_inline297 ; au delà, le système diverge!

Si on suppose que tex2html_wrap_inline151 est une suite convergente, sa limite u vérifie alors l'équation tex2html_wrap_inline303 :

> R:='R'; g := u -> R * u * ( 1 - u/100000);
> solve(u = g(u), u);

equation89

Pour étudier la stabilité de ces limites éventuelles, il faut vérifier que la dérivée de tex2html_wrap_inline305 par rapport à u soit inférieur à 1 en valeur absolue:

> op(simplify(map(x->subs(u=x, diff(g(u),u)),["])));

equation93

Donc la première solution, 0, est stable si -1<R<1. La seconde solution est stable si tex2html_wrap_inline193 . Ceci constitue un argument qui plaide en la faveur de la convergence de tex2html_wrap_inline151 quand -1<R<3, vers 0 quand -1<R<1 et vers une valeur entière proche de tex2html_wrap_inline319 quand 1<R<3.



Stephan Tassart
Mon Mar 24 18:15:25 MET 1997