■周期3はカオスを意味する(その8)

 さらに,ロジスティック写像

  xn+1=f(xn)=kxn(1−xn)

を考える.0≦xn≦1,0≦k≦<4

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[1]固定点

  x=kx(1−x)を満たすから,x=1−1/k

原点x=0はすべてのkに対して固定点

x=1−1/kはk≧1に対してのみ,xの許容範囲内にある

[2]安定性

  f’(x)=k−2kx

f’(0)=kなので,原点はk<1のとき安定,k>1のとき不安定

x=1−1/kは

  f’(1−1/k)=k−2k(1−1/k)=−k+2

より,k<3のとき安定となる.

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 放物線はk<1ではy=xより下にあり,原点が唯一の固定点である.kが増加すると放物線の背が高くなり,k=1のとき,y=xに接する.k>1になると,放物線は2つ目の固定点で交差し,一方,原点は安定性を失う.

 さらにkが増加すると固定点x=1−1/kにおける傾きはますます急となり,k=3のとき,

  f’(1−1/k)=k−2k(1−1/k)=−k+2

は臨界点f’(1−1/k)=−1に達して,安定性を失う.

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