![Logo Matematická biologie](images/logo-matbiol.png)
Citlivost a pružnost růstového koeficientu
Nechť je vlastní hodnota matice
resp.
je pravý, resp. levý, vlastní vektor příslušný k vlastní hodnotě
. Rovnost
zderivujeme podle
vynásobíme zleva vektorem
a upravíme pomocí vztahu
Tímto způsobem dostaneme
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tedy
|
(28) |
V případě, že matice je ireducibilní,
je dominantní vlastní hodnota projekční matice
(Malthusovský koeficient růstu),
a
jsou pravý a levý vlastní vektor příslušný k dominantní vlastní hodnotě, které splňují rovnost
dostaneme
Nyní můžeme položit a definovat matici citlivosti
růstového koeficientu
na složky projekční matice
jako
Matice citlivosti vyjadřuje vliv změn populačních prametrů na růstový koeficient. A to včetně změn těch parametrů. které se v reálné populaci měnit nemohou, neboť jsou nutně nulové (např. nelze přeskočit některé vývojové stadium hmyzu). Citlivost tedy vyjadřuje, co by se stalo, kdyby se jistý parametr změnil nebo mohl změnit. I tento hypotetický výsledek může být v některých situacích zajímavý (např. jaký vliv na evoluční zdatnost populace by měla mutace způsobující přechod ze stadia larvy přímo v dospělce bez stadia kukly).
Pružnost růstového koeficientu
vzhledem ke složce
je nyní dána rovností
matice pružnosti růstového koeficientu je definována jako
kde označuje Hadamardův součin matic (součin „po složkách“).
Lemma 2.4. (Eulerova věta o homogenních funkcích) Je-li funkce homogenní řádu
tj.
|
(29) |
pro libovolnou konstantu pak
Důlkaz. Rovnost Modely s konstantní projekční maticí (29) zderivujeme podle tj.
Poněvadž stačí položit
abychom dostali dokazovanou rovnost.
Pro růstový koeficient platí
a také
pro libovolnou konstantu
To znamená, že
-násobek vlastní hodnoty
je vlastní hodnotou matice
jinak řečeno, růstový koeficient je homogenní funkcí řádu 1 složek projekční matice
Podle Eulerovy věty o homogenních funkcích tedy platí
Z tohoto důvodu bývá pružnost růstového koeficientu vzhledem ke složce
interpretována jako relativní příspěvek složky
projekční matice k růstovému koeficientu.