25303 Matematisk biologi

2017/2018

Generel kompetencekursus, Akvatisk Videnskab og Teknologi
Kursusinformation
Mathematical Biology
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes under tompladsordningen
E1B (tors 13-17)
Campus Lyngby
Kurset er baseret på korte forelæsninger og længere numeriske (computer) øvelser. Resultater af øvelserne præsenteres af de studerende og diskuteres i plenum.
13-uger
Eksamen finder sted på den sidste undervisningsdag.
Bedømmelse af øvelser
Aflevering af ugentlige øvelsesopgaver samt mundtlig præsentation af individuelt projekt (præsentation af poster).
Alle hjælpemidler er tilladt
bestået/ikke bestået , intern bedømmelse
01319
01319
01035/01005 , Grundlæggende kendskab til almindelige differentialligninger og lineær algebra, svarende til kurserne 01035/01005 eller lignende. Kendskab til matlab programmering. Dem, der mangler disse færdigheder, skal følge 25314, hvilket er det samme kursus med tilføjet introduktion til den nødvendige matematik og programmering. Ingen forudgående biologisk viden er påkrævet.
Ken Haste Andersen , kha@aqua.dtu.dk
Uffe Høgsbro Thygesen , Lyngby Campus, Bygning 303B, Tlf. (+45) 4525 3060 , uhth@dtu.dk
Asbjørn Christensen , asc@aqua.dtu.dk

25 Institut for Akvatiske Ressourcer
http://www.imm.dtu.dk/~uht/matbiol
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Kurset er en introduktion til matematisk modellering af biologiske systemer. Det vil gøre den studerende i stand til at evaluere, udvikle og anvende simple populationsdynamiske modeller.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Bestemme størrelse og variabilitet af fertilitet, mortality or migrationsrater i populations, og deres relative betydninger i modeller.
  • Bestemme karakteristiske niveauer og tidsskaler i dynamiske populationsmodeller.
  • Argumentere for valget af parameterværdier i en model anvendt i en specifik biologisk kontekst.
  • Bestemme stabiliteten af steady states og identificer bifurkationer.
  • Bestemme hvilken modelstruktur der er passende til at svare på et givent spørgsmål relateret til eks. ressource management eller risk assesment.
  • Benytte populationsmodeller til at svare på et sådant spørgsmål.
  • Præsenter og diskuter en matematisk model for et peer publikum.
  • Programmere numeriske løsninger af ODE's der forekommer i matematisk biologi.
  • Udvikle og diskutere differentialligningsmodeller forekommende i matematisk biologi.
Kursusindhold
Kurset er en introduktion til matematiske modeller inden for populationsdynamik af levende organismer, fra bakterier til hvaler. Fokus er på konceptuelle modeller baseret på differentialligninger som illustrerer de grundlæggende koncepter i populationsmodellering. Et væsentligt aspekt i kurset er at udvikle en forståelse af de biologiske antagelser der ligger til grund for modellerne, samt de økologiske konsekvenser af deres resultater, samt at udvikle evnen til at forbinde en abstrakt matematisk model med en konkret biologisk realitet. Væsentlige emner er: enkelt-arts populationsdynamisk (logistic growth). Fler-arts modeller (konkurrence og predator-prey relationer). Funktionelle reaktioner. Reaktionskinetik og rumlige populationsdynamikker. Udnyttelse af levende systemer. Sæsonmæssig succesion. Yderligere emner er afhænger af de studerenes interesser, for eksempel: mønsterdannelse, livshistoriestrategier, evolutionære spil og evolutionær dynamik. Der vil også blive lagt nogen vægt på at udvikle og evaluere den studerendes evner til mundtlig præsentation. Kurset afsluttes med et længerevarende studenterstyret projekt som afsluttes med præsentation af en planche.
Litteraturhenvisninger
J.D. Murray: Mathematical Biology, Vol I.
Sidst opdateret
04. maj, 2017