Python实现逻辑斯蒂映射分叉图绘制详解

许南星
许南星
发布时间:2026-10-14| 5人浏览过
原创

本文介绍如何使用Python绘制逻辑斯蒂映射(Logistic Map)的分叉图,展示混沌现象如何从简单的非线性方程中产生。通过Matplotlib和NumPy库,代码遍历不同参数mu下的迭代结果,直观呈现系统收敛值的分布特征,适合对混沌数学和Python可视化感兴趣的读者参考。

逻辑斯蒂映射与分叉图概述

逻辑斯蒂映射是混沌数学领域的一个经典案例,它清晰地展示了混沌行为如何从极其简单的非线性方程中涌现出来。

该映射的核心计算公式如下:

其中,x_n代表当前人口数量与最大承载人口数量的比值,而mu是一个关键参数,直接对应于人口的增长速率。

分叉图的主要作用是描绘在不同mu参数取值下,x值最终收敛状态的分布情况。

相关参考地址

Python代码实现与结果展示

以下是使用Python实现该绘图的具体代码:


from tqdm import tqdm
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def LogisticMap():
 mu = np.arange(2, 4, 0.0001)
 x = 0.2 # 初值
 iters = 1000 # 不进行输出的迭代次数
 last = 100 # 最后画出结果的迭代次数
 for i in tqdm(range(iters+last)):
  x = mu * x * (1 - x)
  if i >= iters:
   plt.plot(mu, x, ',k', alpha=0.25) # alpha设置透明度
 plt.show()
LogisticMap()

运行上述代码后得到的结果图:

补充:Logistic函数图像绘制

补充知识:利用Python绘制Logistic函数图像

此处不再赘述,请直接查看下方的代码示例。


import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.arange(0,1,0.01)
y = ln(x/(1-x))
plt.plot(y,x)

以上就是利用Python绘制逻辑斯蒂映射分叉图的完整案例,希望能为读者提供有价值的参考,同时也欢迎支持本站获取更多技术内容。

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