2
Titik Tetap Rantai Katalitik Terbuka
HYC-1979Lesson 5: Selection, Species, Will
00:00

Tujuan Pembelajaran: Menganalisis rantai katalitik pada organisasi konstan dan menurunkan enam (dan secara umum 2n) titik tetap dari sistem beranggota tiga dan beranggota n.

Organisasi Konstan dan Simpleks Konsentrasi

Pada organisasi konstan, konsentrasi total c0 dipertahankan tetap. Oleh karena itu wajar untuk menggunakan konsentrasi ternormalisasi untuk n spesies rantai. Koordinat-koordinat ini memenuhi dan . Ruang keadaan yang diizinkan dengan demikian adalah simpleks konsentrasi : untuk bentuknya segitiga; sisi dan sudut merepresentasikan keadaan dengan satu atau lebih spesies tidak ada.

Titik Tetap Rantai Katalitik TerbukaRantai terbuka A → B → C: keenam titik tetap terletak pada batas simpleks konsentrasi S₃Organisasi konstan: Σ ξᵢ = 1, ξᵢ ≥ 0S₃lintasan → batasABCABBCCAkeadaan interiorbukan titik tetapRantai terbukaABC✕ tidak ada penghubung penutup C → AStruktur titik tetapTitik tetap sudut · 3A, B, C — masing-masing satu spesiesTitik tetap sisi · 3AB, BC, CA — masing-masing dua spesiesKeadaan interiorketiga spesies ada —bukan titik tetapRantai beranggota n secara umum2n titik tetap batassudut + kesetimbangan sisi2n hanya menghitung titik tetap batas —kestabilan dianalisis secara terpisah.

Mengapa Rantai Terbuka Tidak Memiliki Titik Tetap Interior

Titik tetap ditemukan dengan menetapkan persamaan laju ternormalisasi sama dengan nol sambil memberlakukan . Pada rantai katalitik terbuka, anggota terakhir tidak dikonversi kembali menjadi anggota pertama: tidak ada penghubung penutup seperti C → A. Akibatnya, rantai tidak dapat menyeimbangkan semua spesies secara simultan dengan setiap . Keadaan interior yang semuanya positif bukanlah titik tetap. Titik tetap hanya terjadi ketika setidaknya satu spesies tidak ada, yaitu pada batas dari . Inilah ciri titik tetap dari rantai terbuka yang tidak dapat mengintegrasikan anggotanya menjadi fungsi bersama yang tertutup.

Menghitung Titik Tetap: dan n Secara Umum

  • Untuk , terdapat enam titik tetap: tiga keadaan sudut murni (A, B, C) dan tiga kesetimbangan sisi dua spesies (AB, BC, CA).
  • Untuk n secara umum, jumlah strukturalnya adalah 2n titik tetap, yang bersesuaian dengan keadaan sudut dan keadaan batas campuran.
  • Perhitungan 2n adalah hasil enumerasi titik tetap. Kestabilan dan karakter dinamika dibahas secara terpisah; titik tetap batas belum tentu stabil.

Contoh Pengerjaan: A → B → C

Perhatikan rantai terbuka beranggota tiga A → B → C tanpa penutupan C → A. Menyelesaikan kondisi titik tetap ternormalisasi pada organisasi konstan menghasilkan enam titik tetap batas: tiga sudut A, B, dan C, ditambah tiga kesetimbangan sisi dua spesies pada AB, BC, dan CA. Keadaan interior pusat dengan A, B, dan C semuanya ada bukanlah titik tetap bagi rantai terbuka. Di bawah dinamika rantai, lintasan bergerak menuju batas, dan anggota terakhir rantai pada akhirnya dapat mendominasi dalam seleksi sekali untuk selamanya.

Pemeriksaan Cakupan
Hasil 2n hanya menghitung titik tetap batas. Hasil ini tidak menyatakan bahwa setiap titik tetap batas stabil, maupun bahwa sistem tidak dapat berfluktuasi sebelum mencapai batas.