# Simulador de Competição Interespecífica de Lotka–Volterra

Resolve e visualiza o sistema de competição de Lotka–Volterra: dN₁/dt = r₁N₁(1−(N₁+α₁₂N₂)/K₁), dN₂/dt = r₂N₂(1−(N₂+α₂₁N₁)/K₂). Integração RK4 (6000 passos) com curvas N(t) das duas espécies e plano de fase N₁–N₂ com isoclinas de crescimento nulo e trajetória. Classifica automaticamente os quatro desfechos clássicos pela geometria das isoclinas — coexistência estável (competição interespecífica menor que a intraespecífica nos dois sentidos), exclusão de uma ou outra espécie e efeito de prioridade bistável — e informa o equilíbrio de coexistência N₁*=(K₁−α₁₂K₂)/(1−α₁₂α₂₁), N₂*=(K₂−α₂₁K₁)/(1−α₁₂α₂₁), populações finais e extinções. Suporta casos-limite (uma espécie parte de 0).

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- **Categoria:** Health

- **Palavras-chave:** lotka volterra, competição interespecífica, exclusão competitiva, dinâmica populacional, plano de fase, isoclina de crescimento nulo, partilha de nicho, equilíbrio de coexistência, simulador ecológico, ecologia de populações, modelo de competição, rk4

## Visão geral

O Simulador de Competição Interespecífica de Lotka–Volterra integra o sistema dN₁/dt = r₁N₁(1−(N₁+α₁₂N₂)/K₁), dN₂/dt = r₂N₂(1−(N₂+α₂₁N₁)/K₂) por RK4 (6000 passos) e mostra as curvas N(t), o plano de fase N₁–N₂ com isoclinas de crescimento nulo e a trajetória. Classifica automaticamente coexistência estável, exclusão de uma das espécies ou efeito de prioridade bistável, e indica o equilíbrio N₁*=(K₁−α₁₂K₂)/(1−α₁₂α₂₁), N₂*=(K₂−α₂₁K₁)/(1−α₁₂α₂₁), populações finais e extinções.

## Entradas

- **Taxa intrínseca r₁ (espécie 1)** (number): Per-capita growth rate of species 1 with no competition.
- **Taxa intrínseca r₂ (espécie 2)** (number): Per-capita growth rate of species 2 with no competition.
- **Capacidade de suporte K₁ (espécie 1)** (number): Population species 1 reaches alone.
- **Capacidade de suporte K₂ (espécie 2)** (number): Population species 2 reaches alone.
- **Coeficiente de competição α₁₂ (efeito da espécie 2 sobre a 1)** (number): Competitive impact of one species-2 individual on species 1, in K₁ units. α₁₂ = 1 means individuals are interchangeable.
- **Coeficiente de competição α₂₁ (efeito da espécie 1 sobre a 2)** (number): Competitive impact of one species-1 individual on species 2, in K₂ units.
- **População inicial N₁(0)** (number): Starting population of species 1 (0 allowed to test invasion-free scenarios).
- **População inicial N₂(0)** (number): Starting population of species 2 (0 allowed).
- **Duração da simulação (unidades de tempo)** (number): How long to integrate — long enough for the system to settle on its attractor (exclusion can be slow near equilibria).

## Quando usar

- Quando precisa comparar se a competição interespecífica (α₁₂, α₂₁) é mais fraca que a intraespecífica e prever coexistência estável.
- Quando quer ilustrar exclusão competitiva ou efeito de prioridade a partir das isoclinas e das condições iniciais N₁(0) e N₂(0).
- Quando testa invasão ou casos-limite, deixando uma das populações iniciais igual a zero.

## Como funciona

- Informe r₁, r₂, K₁, K₂, α₁₂, α₂₁, N₁(0), N₂(0) e a duração tMax.
- O modelo integra as EDOs com RK4 em 6000 passos até tMax e gera as séries N(t) das duas espécies.
- O plano de fase desenha as isoclinas de crescimento nulo, a trajetória e classifica o desfecho pela geometria das isoclinas.
- São calculados o equilíbrio de coexistência (quando existe), as populações finais e se houve extinção efetiva.

## Casos de uso

- Aula de ecologia de populações: mostrar partilha de nicho quando α₁₂ e α₂₁ são baixos e a trajetória converge a (N₁*, N₂*).
- Demonstrar o princípio de exclusão competitiva quando uma isoclina domina e uma espécie vai a zero.
- Explorar bistabilidade: inverter N₁(0) e N₂(0) e ver qual espécie persiste no efeito de prioridade.

## Perguntas frequentes

### O que o simulador devolve?

Curvas N(t), plano de fase com isoclinas e trajetória, classificação do desfecho, equilíbrio de coexistência (se aplicável), populações finais e extinções.

### Como são classificados os quatro desfechos?

Pela geometria das isoclinas: coexistência estável (α abaixo dos limiares nos dois sentidos), exclusão da espécie 1, exclusão da espécie 2, ou bistabilidade (efeito de prioridade).

### Qual é a fórmula do equilíbrio de coexistência?

N₁*=(K₁−α₁₂K₂)/(1−α₁₂α₂₁) e N₂*=(K₂−α₂₁K₁)/(1−α₁₂α₂₁), quando o ponto é biologicamente válido.

### Posso começar com uma espécie em zero?

Sim. N₁(0)=0 ou N₂(0)=0 é permitido para cenários sem invasão ou crescimento isolado até K.

### Por que aumentar tMax?

A exclusão perto do equilíbrio pode ser lenta; tMax maior deixa o sistema assentar no atrator.

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## Exemplos

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