Ferramentas do usuário

Ferramentas do site


ecovirt:roteiro:math:bebado_base

Diferenças

Aqui você vê as diferenças entre duas revisões dessa página.

Link para esta página de comparações

ecovirt:roteiro:math:bebado_base [2023/10/24 23:40]
127.0.0.1 edição externa
ecovirt:roteiro:math:bebado_base [2023/10/24 23:42]
Linha 1: Linha 1:
-BASE 
- 
- 
-====== Caminhada aleatória: o bêbado e o abismo ====== 
-{{:​ecovirt:​roteiro:​math:​drunkard_walking.jpg?​200 ​  |}} 
- 
- 
-Imagine um bêbado andando sempre para frente em uma enorme planície, mas que tem um abismo em um dos lados. A cada passo para frente, ele cambaleia um certo número de passos para a direção do abismo ou da planície, com igual probabilidade. 
- 
-Este é um dos processos Markovianos mais simples, chamado caminhada aleatória ([[http://​en.wikipedia.org/​wiki/​Random_walk|random walk]]) em uma dimensão ((como o bêbado dá sempre um passo adiante, apenas o deslocamento lateral é aleatório, e é o que nos interessa aqui. Usamos os passos para frente como medida de tempo)). Se o bêbado cai no abismo a caminhada acaba (e o bêbado também), uma condição que chamamos de fronteira de absorção (//​absorbing boundary//​). ​ 
- 
- 
- 
-======Parâmetros ===== 
- 
-Parâmetros da simulação:​ 
- 
-^ Opção ^ Parâmetro ^  O que faz  ^ 
-^ ''​Number of Species''​| S |número de bêbados| 
-^ ''​Step Size''​| step | número de passos para o lado que cada bêbado dá a cada instante de tempo| 
-^ ''​Maximum Initial Distance''​| x1max | máximo de distância dos bêbados ao abismo no início da simulação| 
-^ ''​Initial Distance Equal''​| alleq=TRUE| **selecionado TRUE**: todos os bêbados com posição inicial igual a ''​Maximum Initial Distance''​ \\ **não selecionado FALSE**: a posição inicial dos bêbados é um valor sorteado no intervalo 1 até ''​Maximum Initial Distance'',​ com igual probabilidade.| 
-^ ''​Maximum time''​|tmax | tempo total da simulação ( medido em número de passos para frente)| 
- 
-===== Exemplo de uso ===== 
-Vamos soltar dez bêbados, que cambaleiam 10 passos a cada intervalo, por dez mil intervalos de tempo. Use os parâmetros: ​ 
- 
-  * S =10 
-  * step = 10 
-  * x1max = 100 
-  * alleq =  TRUE  
-  * tmax = 500 
- 
- 
-Como em todo processo estocástico,​ os resultados variam a cada realização. Por isso repita a simulação para se assegurar que entendeu os resultados. Você pode fazer isso repetindo muitas vezes com dez bêbados, ou simplesmente aumentando o número de bêbados, já que que são independentes. ​ 
- 
-====== Efeito do passo ====== 
- 
-O que acontece se deixamos os bêbados um pouco menos cambaleantes?​ Experimente reduzir para dois os passos laterais: 
- 
- 
-  * S = 10 
-  * step = 2 
-  * x1max = 200 
-  * alleq = TRUE 
-  * tmax = 10000 
- 
- 
-====== Efeito do tempo ====== 
- 
-Bêbados que balançam menos estão menos sujeitos a terminar no abismo, ou é apenas uma questão de tempo? Certifique-se disto aumentando o número de intervalos de tempo: 
- 
- 
-  * S = 10 
-  * step = 2 
-  * x1max = 200 
-  * alleq = TRUE 
-  * tmax = 50000 
- 
- 
- 
- 
-====== Pergunta ====== 
- 
-O bêbado tem igual probabilidade de cair para a direita e para esquerda, portanto ele anda em linha reta, na média. Esta caminhada aleatória equiprovável com fronteira de absorção tem um único desfecho, dado tempo suficiente. Qual é? 
- 
-====== Populações virtuais ====== 
- 
-O mesmo modelo de caminhada aleatória pode ser aplicado à dinâmica de populações sob [[ecovirt:​roteiro:​den_ind:​di_edrcmdr|estocasticidade demográfica]]. Se supomos tempo contínuo, a qualquer momento cada população pode perder um indivíduo por uma morte, ou ganhar um por nascimento. Assim, as probabilidades de nascimentos e mortes por tempo são funções das taxas instantâneas de nascimentos $b$ e mortes $d$. Se as duas taxas são iguais, por exemplo, a probabilidade de uma morte é igual à de um nascimento. ​ 
- 
-A [[ecovirt:​roteiro:​den_ind:​di_rcmdr#​taxa_instantanea_de_crescimento|taxa instantânea de crescimento]] é a diferença entre taxas de nascimentos e mortes ($r=b-d$). A unidade de tempo de $r$ dá a escala de tempo da dinâmica, usada no parâmetro ''​Maximum time''​. 
- 
- 
-====== Parametros estocasticidade ====== 
- 
-As opções controlam simulações de populações sob caminhada aleatória em tempo contínuo: ​ 
- 
-^ Opção ^ Parâmetro ^ Definição ^ 
-^''​Enter name for last simulation data set''​|objeto no R| nome para salvar os resultados da simulação em um objeto no R | 
-^''​Maximum time''​|tmax| tempo máximo da simulação na escala de tempo das taxas  | 
-^''​Number of simulations''​|nsim| número de populações a simular ​ | 
-^''​Initial size''​|N0| tamanho inicial das populações ​ |  
-^''​birth rate''​|b| taxa instantânea de nascimentos ($b$)  | 
-^''​death rate''​|d| taxa instantânea de mortes ($d$)  | 
- 
- 
-===== Um exemplo ===== 
- 
-Simule a trajetória de 20 populações em que as taxas de mortes e nascimentos sejam iguais, e que começam todas com 10 indivíduos. Deixe o tempo passar até 50 unidades. Para isso mude as opções de simulação para os valores a seguir. Você deve ver um gráfico de caminhada aleatória muito parecido com o dos bêbados. O número de populações extintas até ''​Maximun time''​ está indicado no canto superior esquerdo do gráfico. 
- 
-  * tmax = 50 
-  * nsim = 20 
-  * N0 = 10 
-  * b = 0.2 
-  * d = 0.2 
- 
-====== pop Perguntas ====== 
- 
-  - A qual parâmetro da simulação da caminhada do bêbados corresponde cada parâmetros da dinâmica estocástica de nascimentos e mortes? 
-  - Os efeitos do passo e do tempo observados na simulação dos bêbados valem para as simulações das populações?​ 
-  - Que consequências esses resultados têm para a conservação e manejo de populações?​ 
- 
-====== Para saber mais ====== 
- 
-  * Aqui simulamos uma dinâmica equiprovável de nascimentos e mortes com barreira de absorção. Este é um caso particular de processos estocásticos de nascimentos e mortes. Você encontra mais sobre eles na seção de [[ecovirt:​roteiro:​den_ind:​di_edrcmdr|crescimento denso-independente com estocasticidade demográfica]]. 
-  * [[http://​www.mit.edu/​~kardar/​teaching/​projects/​chemotaxis%28AndreaSchmidt%29/​home.htm|Chemotaxis - How a Small Organism Finds a Food Source]]: com excelente explicação sobre caminhadas aleatórias e sua aplicação em outra área da biologia. Projeto de alunos do MIT. 
  
ecovirt/roteiro/math/bebado_base.txt · Última modificação: 2023/10/24 23:42 (edição externa)