Введение

Схема паутины, также известная как диаграмма Лемера или диаграмма Верхульста, — это визуальный инструмент, используемый в математической области динамических систем для исследования качественного поведения одномерных итерируемых функций, таких как логистическое отображение. Эта техника была предложена в 1890-х годах Э. М. Лемераем. С помощью схемы паутины можно определить долгосрочное поведение начального значения при многократном применении отображения.

Метод

Для данной итерируемой функции график состоит из диагональной линии и кривой, представляющей . Чтобы построить поведение значения , выполните следующие шаги. Найдите точку на кривой функции с абсциссой . У этой точки координаты . Проведите горизонтальную линию от этой точки до диагональной линии. У этой точки координаты . Проведите вертикальную линию от точки на диагонали до кривой функции. У этой точки координаты . Повторяйте, начиная со шага 2, по мере необходимости.

Интерпретация

На диаграмме Лемерая стабильная фиксированная точка соответствует сегменту лестницы с последовательно уменьшающейся длиной ступеней или внутренней спирали, а нестабильная фиксированная точка – сегменту лестницы с растущими ступенями или внешней спирали. Из определения фиксированной точки следует, что лестницы сходятся к одной точке, в то время как спираль центрируется в точке пересечения графика функции с диагональю y=x. Орбита периода 2 представлена прямоугольником, а циклы большего периода образуют более сложные замкнутые контуры. Хаотическая орбита отображается как "заполненная" область, указывающая на бесконечное множество неповторяющихся значений.