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Als Mathematische Demografie bezeichnet man das Teilgebiet der Demografie das Zusammenhange und Verfahren der Demografie mit mathematischen Mitteln analysiert und begrundet Dabei kommen u a mathematische demografische Modelle zur Anwendung Inhaltsverzeichnis 1 Untersuchungsobjekte 2 Beispiel 1 Berechnung der Reproduktionsrate fur eine stationare Bevolkerung 3 Beispiel 2 Ansatze zur Stabilisierung einer Bevolkerungsgrosse 4 Beispiel 3 Markow Ketten fur individuelle Lebensablaufe 4 1 Lebenszyklus Graph fur einen altersklassifizierenden Lebenszyklus 4 2 Lebenszyklus Graph fur einen grossenklassifizierenden Lebenszyklus 4 3 Lebenszyklus Graph fur das Durchlaufen eines Ausbildungssystems 5 Siehe auch 6 Weblinks 7 EinzelnachweiseUntersuchungsobjekte BearbeitenDie math Demografie umfasst u a die Erstellung und Analyse von math Modellen zu Populationen Sterblichkeits und Fruchtbarkeitsraten Abhangigkeiten des Zahlenverhaltnisses Frauen zu Mannern verschiedene Typen von Instabilitaten einer Population Weiterhin werden untersucht u a Ansatze zur Stabilisierung einer Population die demografische Theorie der Verwandtschaften aber auch Micro Demografie z B Geburtenraten beeinflusst durch Verhutungsmittel sowie die Familien Demografie Der Fokus liegt hierbei in der Untersuchung der inneren Zusammenhange einer Population und weniger auf der Vorhersage einer Bevolkerungsentwicklung Beispiel 1 Berechnung der Reproduktionsrate fur eine stationare Bevolkerung BearbeitenBerechnet werden soll die angenaherte Zahl der Kinder pro Frau mit denen eine Erhaltung der Bevolkerungsgrosse in Form einer stationaren Bevolkerung moglich ist Die Berechnungen basieren auf Daten der USA insbesondere aus dem Jahr 1967 Die relative Zahl der Geburten bei der Madchen zur Welt kommen ist 0 488 Das bedeutet 48 8 der Gesamtzahl der Geburten sind Madchen basierend auf Daten der USA aus dem Jahr 1967 1 Im Falle von drei Kindern pro Mutter ergeben sich dann im Mittel 3 0 488 1 464 Tochter pro Mutter Nicht alle Tochter werden uberleben bis sie sich reproduzieren konnen US Daten aus dem Jahre 1967 ergeben hierbei den Faktor 0 9665 Im Falle einer 3 Kind Familie sind das also im Mittel 0 9665 1 464 0 9665 3 0 488 R0 1 415 Tochter pro Frau die ihre Fruchtbarkeitsphase erreichen Ein unbekannter Anteil der Frauen kann oder will keine Kinder haben nehmen wir hierfur an 10 1 Dies ergibt dann 1 415 Tochter pro Mutter 0 9 1 273 fruchtbare Tochter mit eigenem Kind pro Frau Fur den moglichen Fall von durchschnittlich zwei Kindern pro Mutter erhalt man dann einen Wert von 2 0 0 488 0 9665 0 9 R2 0 0 849 als Reproduktionsrate bzw Ersetzungsfaktor pro Generation Tochter mit Kind pro Mutter Unter Berucksichtigung einer Generationendauer von 26 14 Jahren US Daten fur 1967 ergibt sich mit der 26 14ten Wurzel 26 14 Jahre jeweils der gleiche Faktor r pro Jahr r 26 14 R 2 0 displaystyle r 26 14 R 2 0 nbsp und man erhalt weiter r R 2 0 26 14 displaystyle r sqrt 26 14 R 2 0 nbsp der Ersetzungsfaktor von r 0 9938 pro Jahr fur den Fall von durchschnittlich 2 0 Kindern pro Mutter Dies entspricht einer Verringerung der Bevolkerung von 0 62 pro Jahr Die biologische Halbwertzeit der betroffenen Population liegt dann bei 111 Jahren Fur den Fall von drei Kindern pro Mutter lasst sich die folgende Gesamtgleichung schreiben 1 3 0 488 0 966 5 0 9 R displaystyle 3 cdot 0 488 cdot 0 9665 cdot 0 9 R nbsp mit R als Reproduktionsrate fruchtbare Tochter mit eigenem Kind pro Mutter Man erhalt fur diesen Fall nun R 1 273 Tochter mit Kind pro Mutter Daraus ergibt sich wiederum ein jahrliches Wachstum der Bevolkerung von 0 93 bei einer mittleren Generationendauer von 26 14 Jahren Daraus errechnet sich ein Faktor 16 fur die neue US Bevolkerungsgrosse in etwas weniger als dreihundert Jahren Um die Bevolkerung als stationar erhalten zu konnen setzen wir R Rstationar 1 Tochter mit Kind pro Mutter Gesucht wird nun der mittlere Wert x1 Kinder pro Frau um folgende Gleichung zu erfullen 2 x 1 0 488 0 966 5 0 9 R s t a t i o n a r 1 displaystyle x 1 cdot 0 488 cdot 0 9665 cdot 0 9 R mathrm station ddot a r 1 nbsp Man erhalt x1 2 36 Kinder pro fruchtbare Frau in diesem Fall die mittlere endgultige Zahl Kinder pro Mutter Der grosste Unsicherheitsfaktor hierbei ist die Annahme der 10 Frauen die keine Kinder bekommen konnen oder wollen siehe obiger Punkt 3 Mit aktuellen US Sterberaten und durchschnittlich drei Kindern pro Mutter wurde man in dreihundert Jahren eine US Bevolkerungsgrosse von mehr als drei Milliarden Einwohnern erhalten Was wir benotigen ist jedoch nur ein Mittelwert von 2 36 Kindern pro Mutter so der Autor siehe Quelle 1 S 426 ca Zeile 16 Der oft genannte Wert von 2 1 Kinder pro Frau steht damit in Zusammenhang und er lasst sich wie folgt berechnen Man erhalt aus x2 0 488 0 9665 Rstationar 1 den Wert x2 2 12 Dieser Wert 2 12 Kinder pro Frau beschreibt die mittlere endgultige Kinderzahl pro Frau einschliesslich der Frauen die lebenslang ohne eigene Kinder bleiben unter Berucksichtigung von US Daten aus dem Jahr 1967 1 Diese Zahlen zeigen dass der Mittelwert feinjustiert werden muss auch kleine Abweichungen konnen uber eine lange Zeit zu intolerablen Abweichungen nach oben oder unten fuhren so der Autor S 426 ca Zeile 26 Beispiel 2 Ansatze zur Stabilisierung einer Bevolkerungsgrosse BearbeitenAuf die theoretische Moglichkeit eines Gleichgewichtsmechanismus fur die Grosse einer Bevolkerung hat Frisch 1972 hingewiesen 2 Unterernahrte Frauen erreichen die Fruchtbarkeitsphase spater und die Menopause fruher im Vergleich zu gut ernahrten Frauen Abhangig von der z B naturlich bedingten Verfugbarkeit von Nahrung besteht mit diesem Mechanismus die Moglichkeit zur Erhohung oder Verringerung von Geburtenraten Jedoch eignet sich dieser Ansatz nicht um Kurzzeitfluktuationen der Bevolkerungsgrosse auszugleichen Keyfitz Caswell S 427 Zeile 10 1 In einer anderen Theorie ergibt sich ein weiterer Ansatz fur einen Mechanismus zum Stabilisieren der Bevolkerungsgrosse durch eine gesetzliche Anpassung des Mindestheiratsalters Der Autor der Quelle argumentiert dass durch dieses gesetzliche Mindestheiratsalter effektiv der jeweilige Teil der Fruchtbarkeitskurve unterhalb des spezifizierten Alters eliminiert wird Keyfitz Caswell 3 S 504 Zeile 4 Im Beispiel von Indien errechnen sich dabei fur das Jahr 1961 mit 18 14 Millionen Geburten ganze 3 24 Millionen Geburten bzw 18 der Geburten von Muttern unterhalb von 20 Jahren 4 Zur Beurteilung der Wirksamkeit einer solchen Anpassung des gesetzlichen Mindestheiratsalters weist der Autor auf die theoretische Moglichkeit hin dass die ggf von einer Familie fest gewunschte Kinderzahl dann zwar nicht im personlichen angedachten Zeitraum umgesetzt werden konnte aber dennoch mit nur wenigen Jahren Zeitverzogerung 3 Ob sich bei festem Mindestheiratsalter bereits ein stabilisierender Mechanismus unter Anwendung einer solchen Fruchtbarkeitskurve ergibt in dem praktischerweise direkt derjenige der vom zumindest in Deutschland durch Art 6 Abs 1 des Grundgesetzes besonders geschutzten Familiengeschehen ablenkt auch zeitgleich zur Kompensation in zulassiger Weise hinreichend umfangreich auf bzw uber existierende rechtsgultige Ehe Gesetze u a zum Mindestheiratsalter z B 18 Jahre in der Schweiz 5 Osterreich ehemundig mit 16 J und darunter minderjahrig auf Antrag 6 sonst 18 J in a grosserem oder b kleinerem Umfang hinweist und aufklart bzw aufklaren muss ist in Quelle 1 bisher nicht auffindbar Der Umfang dieser Aufklarung uber die Moglichkeiten einer Ehe ab z B 16 Jahre also bereits wahrend des Schulzeit ware dann der mogliche Steuerungsparameter zum Stabilisieren einer Bevolkerungsgrosse Beispiel 3 Markow Ketten fur individuelle Lebensablaufe BearbeitenDie Quelle 7 beschreibt einen Lebenszyklus den ein Individuum durchlauft von Geburt bis zum Tode mittels eines mathematischen Modells Ein solcher Lebenszyklus ist gekennzeichnet u a durch verschiedene Ereignisse die sich dann auch im Modell widerspiegeln konnen Einige dieser Ereignisse wie Paarung und Reproduktion sind optional S 245 Zeilen 5 6 aber auch Heirat fallt darunter Andere wie der Tod sind unvermeidlich Ein Ansatz diese Informationen zu handhaben besteht in der Verwendung von Matrix Modellen bzw Markow Ketten Diese konnen die zu beschreibenden Zustande in formal mathematischer Darstellung beinhalten aber eben auch die Ubergangswahrscheinlichkeiten zwischen diesen Zustanden untereinander Lebenszyklus Graph fur einen altersklassifizierenden Lebenszyklus Bearbeiten nbsp Abb 1 Einfaches Modell eines Lebenszyklus Graphen fur einen altersklassifizierenden Lebenszyklus Die mathematischen Zustande werden vereinfacht durch 1 2 und 3 wiedergegeben In diesem Modell beschreiben P1 und P2 die Ubergangswahrscheinlichkeiten in den jeweiligen Folgezustand sowie F2 und F3 die entsprechenden Reproduktionswahrscheinlichkeiten Zur Konstruktion eines Matrix Populations Modells eignet sich ein sog Lebenszyklus Graph Als Beispiel sei hier ein vereinfachtes Modell erwahnt ein Lebenszyklus Graph fur einen altersklassifizierenden Lebenszyklus Die Ubergangswahrscheinlichkeiten zwischen den Zustanden aus dem Modell konnen mit folgender zunachst allgemeiner Gleichung erfasst werden S 69 3 n t 1 A n t displaystyle vec n t 1 boldsymbol A vec n t nbsp Hierbei stellt A die Populations Projektions Matrix dar und wird im Falle von altersklassifizierenden Lebenszyklus Modellen auch als Leslie Matrix bezeichnet Der Vektor n t displaystyle vec n t nbsp beschreibt die Zustandshaufigkeits Verteilung und wird auch Populations Vektor genannt Der Zeitunterschied t t 1 displaystyle t rightarrow t 1 nbsp wird hierbei als Projektionsintervall bezeichnet Entsprechend dem Lebenszyklus Graphen aus Abb 1 lassen sich die Elemente der Matrix A und die Elemente des Populations Vektors n t displaystyle vec n t nbsp wie folgt in die Gleichung 3 einfugen 4 n t 1 0 F 2 F 3 P 1 0 0 0 P 2 0 n 1 n 2 n 3 t displaystyle vec n t 1 begin pmatrix 0 amp F 2 amp F 3 P 1 amp 0 amp 0 0 amp P 2 amp 0 end pmatrix begin pmatrix n 1 n 2 n 3 end pmatrix t nbsp Die Matrix A enthalt die skalaren Elemente F i 0 displaystyle F i geq 0 nbsp fur die Reproduktionswahrscheinlichkeiten F von fertility und P i 0 displaystyle P i geq 0 nbsp fur die Wahrscheinlichkeiten des Ubergangs in den nachsten Zustand Der Populations Vektor n t displaystyle vec n t nbsp enthalt die Zustandshaufigkeits Verteilung als Spalten Vektor mit den skalaren Elementen n i displaystyle n i nbsp fur die gilt n i 0 displaystyle n i geq 0 nbsp und die im exemplarisch genannten Modell mit drei Zustanden bei Bedarf normiert sein konnen auf i 1 3 n i 1 displaystyle textstyle sum i 1 3 n i 1 nbsp Nach Ausfuhrung der Matrix Multiplikation Matrix mal Vektor erhalt man dann nach dem vorgesehenen ersten Projektionsintervall t 1 displaystyle t 1 nbsp folgendes Ergebnis fur den Populations Vektor 5 n t 1 F 2 n 2 F 3 n 3 P 1 n 1 P 2 n 2 t 1 displaystyle vec n t 1 begin pmatrix F 2 cdot n 2 F 3 cdot n 3 P 1 cdot n 1 P 2 cdot n 2 end pmatrix t 1 nbsp Dieses zunachst formale Ergebnis kann man in der Abb 1 verifizieren durch die jeweiligen Ergebnisse am Ende der Pfeile die Ubergangswahrscheinlichkeit F 2 F 3 P 1 P 2 displaystyle F 2 F 3 P 1 P 2 nbsp multipliziert mit der zugehorigen Populationsgrosse n i displaystyle n i nbsp im jeweiligen Ausgangszustand 1 2 oder 3 Durch Mehrfach Ausfuhrung eines solchen Projektionsschrittes also eine Mehrfach Ausfuhrung der Matrix Multiplikation und unter Verwendung konkreter Zahlenwerte lasst sich nun die Entwicklung des Populations Vektors n t displaystyle vec n t nbsp uber eine Vielzahl von Projektionsschritten im Rahmen des mathematischen Modells verfolgen bzw voraussagen Die Populations Matrix A aus Gleichung 3 mit ihren Elementen kann hierbei im Modell konstant sein sie kann aber auch variieren Wenn sie variiert dann kann sie von externen Faktoren z B dem Wetter oder auch von internen Zustanden der Population selbst abhangen Weiterhin konnen zufallige oder deterministische Effekte auftreten und das Verhalten kann periodisch oder aperiodisch sein Lebenszyklus Graph fur einen grossenklassifizierenden Lebenszyklus Bearbeiten nbsp Abb 2 Modell eines Lebenszyklus Graphen fur einen grossenklassifizierenden Lebenszyklus mit drei Zustanden Eingetragen sind die Ubergangswahrscheinlichkeiten G in den jeweiligen Folgezustand die Verweilwahrscheinlichkeiten P je Zustand sowie die Reproduktionswahrscheinlichkeiten F Mit einem weiteren Modell lasst sich ein grossenklassifizierender Lebenszyklus Graph 8 mathematisch beschreiben Abb 2 zeigt einen solchen Graphen mit den Zustanden states S1 S2 und S3 Diese Zustande beschreiben hier drei Grossenklassen wobei die Grosse fur den Folgezustand jeweils zunehmen soll Ein Individuum kann von den Zustanden S1 amp S2 in den jeweils nachsten Zustand gelangen mit der Wahrscheinlichkeit Gi und mit den Wahrscheinlichkeiten Pi auch im jeweiligen Zustand S1 S2 oder S3 verweilen Reproduktion wird durch die Wahrscheinlichkeiten F2 und F3 beschrieben und produziert neue Individuen im Zustand S1 Sogenannte absorbierende Zustande sind in diesem Graphen nicht explizit eingezeichnet Ein solcher absorbierender Zustand Keyfitz Caswell S 246 Zeilen 13 14 7 liegt vor sobald ein Individuum in einen Zustand kommt diesen aber niemals mehr verlassen kann Der Zustand S3 wird beispielsweise zu einem absorbierenden Zustand wenn gilt F3 0 und P3 1 Durch geeignetes Einfugen der Wahrscheinlichkeiten F2 F3 G1 G2 P1 P2 und P3 aus Abb 2 in die Populations Projektions Matrix A aus Gleichung 3 erhalt man folgenden Populationsvektor fur den Projektionsschritt t 1 displaystyle t 1 nbsp 6 n t 1 P 1 F 2 F 3 G 1 P 2 0 0 G 2 P 3 n 1 n 2 n 3 t displaystyle vec n t 1 begin pmatrix P 1 amp F 2 amp F 3 G 1 amp P 2 amp 0 0 amp G 2 amp P 3 end pmatrix begin pmatrix n 1 n 2 n 3 end pmatrix t nbsp Nach Ausmultiplizieren der Matrix mal den Populations Vektor erhalt man fur diesen ersten Projektionsschritt im Detail 7 n t 1 P 1 n 1 F 2 n 2 F 3 n 3 G 1 n 1 P 2 n 2 G 2 n 2 P 3 n 3 t 1 displaystyle vec n t 1 begin pmatrix P 1 cdot n 1 F 2 cdot n 2 F 3 cdot n 3 G 1 cdot n 1 P 2 cdot n 2 G 2 cdot n 2 P 3 cdot n 3 end pmatrix t 1 nbsp Ahnlich verhalt sich dies fur den zweiten Projektionsschritt man erhalt durch wiederholte Multiplikation mit der zugehorigen Populations Projektions Matrix A die folgende Gleichung 8 n t 2 P 1 F 2 F 3 G 1 P 2 0 0 G 2 P 3 P 1 n 1 F 2 n 2 F 3 n 3 G 1 n 1 P 2 n 2 G 2 n 2 P 3 n 3 t 1 displaystyle vec n t 2 begin pmatrix P 1 amp F 2 amp F 3 G 1 amp P 2 amp 0 0 amp G 2 amp P 3 end pmatrix begin pmatrix P 1 cdot n 1 F 2 cdot n 2 F 3 cdot n 3 G 1 cdot n 1 P 2 cdot n 2 G 2 cdot n 2 P 3 cdot n 3 end pmatrix t 1 nbsp und kann zum Ausmultiplizieren wiederum die Matrix Multiplikation Matrix mal Vektor darauf anwenden Fur den Fall von m diskreten Projektionsschritten unter Anwendung von Mehrfach Multiplikationen der Matrix A fur diese Projektionsschritte und unter Berucksichtigung der Klammersetzung bei Produkten Assoziativitat von Matrizen lasst sich die Gleichung 3 wie folgt schreiben als 9 n t m A m n t displaystyle vec n t m boldsymbol A m vec n t nbsp Hierbei bedeutet A m displaystyle boldsymbol A m nbsp eine Mehrfach Multiplikation Matrix mal Matrix fur Blockmatrizen der Matrix A mit sich selbst unter Anwendung von genau m Matrix Multiplikationen Bereits bei P H Leslie 1945 findet man diese Art der Matrix Potenzierung in der Form matrix Mt 9 Allgemein merkt die Quelle Keyfitz Caswell an dass ein Matrix Modell eine grosse Menge an Informationen contains a great deal of information S 245 Zeile 7 7 uber die Ereignisse deren Wahrscheinlichkeiten und uber die zugehorigen Sequenzen beinhaltet Bei Bedarf lassen sich Markow Ketten statt fur diskrete Zeitschritte auch als mathematischer Markow Prozess im kontinuierlichen Zeitbereich auswerten Die Quelle van Kampen definiert dabei Markow Ketten als Klasse von Markow Prozessen 10 wobei laut Quelle fur Markow Ketten insbesondere diskrete ganzzahlige 11 Zeitschritte gelten Mit der etwas komplexeren sogenannten Mastergleichung 12 Pauli Mastergleichung oder M Equation 13 lassen sich nun Markow Prozesse im kontinuierlichen Zeitbereich auswerten Lebenszyklus Graph fur das Durchlaufen eines Ausbildungssystems Bearbeiten nbsp Abb 3 Graph fur das Durchlaufen eines Ausbildungssystems Das Projektionsintervall betragt hierbei 4 Jahre Der rot markierte Zustand S6 wird in diesem Modell als absorbierender Zustand behandelt Ein etwas komplexeres Modell wird notig um einen Graphen als Darstellung des Durchlaufens eines Ausbildungssystems bis zum Zustand der Erwerbstatigkeit mathematisch zu beschreiben Die Klassifizierung der Ausbildungsstufen fur das Modell aus Keyfitz Caswell S 248 erfolgt hier jedoch etwas vereinfacht in nur funf Zustanden S1 bis S5 Die Einteilung in diesem noch recht allgemeinen System erfolgt in S1 Schulklassen 1 4 S2 Schulklassen 5 8 S3 Schulklassen 9 12 S4 Fachausbildung Technical S5 Hochschule College Als abschliessender Zustand in diesem Modell wird die Erwerbstatigkeit mit Zustand S6 beschrieben Dieser Zustand S6 wird in diesem beschriebenen Modell als absorbierender Zustand erfasst d h von diesem Zustand aus werden weitere Zustande nicht mehr erreicht weder durch Reproduktion noch durch Tod oder durch andere Ubergange Der absorbierende Zustand S6 ist damit auch kein Ubergangszustand Zur mathematischen Beschreibung bietet es sich an die Populations Projektions Matrix A aufzusplitten in 10 A T F displaystyle boldsymbol A boldsymbol T boldsymbol F nbsp mit den Dimensionen s s displaystyle left begin array c s times s end array right nbsp je Einzelmatrix Hierbei beschreibt die Matrix T die Ubergange ohne Reproduktion und ohne Wiederholungen die Matrix F beschreibt die Reproduktionen s ist die Zahl der Ubergangszustande states im Modell ohne den absorbierenden Zustand S6 und damit sowohl die Zahl der Zeilen als auch die Zahl der Spalten der jeweiligen Blockmatrix Je nach Fokus der Untersuchungen im jeweiligen Modell lasst sich nun T transition matrix oder eher F fertility matrix genauer untersuchen Im vorliegenden Fall des Modells aus Abb 3 wird die Matrix T genauer untersucht Bei funf Ubergangszustanden ist die Dimension dieser Matrix dann s 5 Der in diesem Modell absorbierende Zustand S6 Erwerbstatigkeit zahlt hierbei separat Die Ubergangswahrscheinlichkeiten die zu diesem Zustand S6 fuhren werden mit dem Zeilen Vektor m erfasst und in Gleichung 11 genutzt um die Matrix T auf die grossere Matrix P zu erweitern Reproduktionen werden hierbei wie schon erwahnt nicht abgebildet Die Elemente der zugehorigen Matrix F sind in diesem Falle 0 und werden als Spalten Vektor 0 in Gleichung 11 erfasst Zur Beschreibung der Markow Kette wird folgende verkurzte mathematische Darstellung fur die Ubergangsmatrix P genutzt 14 11 P T 0 m 1 displaystyle boldsymbol P left begin array c c boldsymbol T amp boldsymbol 0 hline boldsymbol m amp 1 end array right nbsp mit den Dimensionen s s s 1 1 s 1 1 displaystyle left begin array c c s times s amp s times 1 hline 1 times s amp 1 times 1 end array right nbsp unter Berucksichtigung von Zeilenzahl Spaltenzahl displaystyle text Zeilenzahl times text Spaltenzahl nbsp Die Zustande S1 bis S5 werden als Ubergange betrachtet d h sie haben jeweils einen erreichbaren Folgezustand Sie werden mit der Ubergangsmatrix T erfasst Die in dieser Formel 11 genutzte Darstellung displaystyle left begin array c c amp hline amp end array right nbsp mit Markierungslinien zwischen den Einzelelementen der Matrix wird zur Kennzeichnung genutzt um zu visualisieren dass es sich hierbei um eine entsprechend zusammengesetzte Matrix handelt Fur den Zeilen Vektor m ist zu berucksichtigen dass die Gesamtsumme der Wahrscheinlichkeiten in Gleichung 11 je Spalte in der Matrix P genau 1 ergeben muss 12 i t i j m j 1 displaystyle sum i t ij m j 1 nbsp mit mj als Elemente vom Zeilen Vektor m und tij als Elemente von Matrix T Weiterhin gilt analog zu Gleichung 3 fur im jetzigen Fall einen Spalten Vektor x t displaystyle vec x t nbsp der die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Zustande aus Abb 3 widerspiegeln soll folgende Gleichung 15 13 x t 1 P x t displaystyle vec x t 1 boldsymbol P vec x t nbsp Zur Erstellung der Matrix P bzw der Matrix T geht man nun wie folgt exemplarisch vor Die Ubergangswahrscheinlichkeit p32 bei Spalte 2 und Zeile 3 fur die unten folgende Gleichung 14 gilt fur den Ubergang von Zustand S2 alt nach Zustant S3 neu und ist laut Abb 3 auch als Ubergang vorgesehen Ist fur die zu prufende Stelle in der Matrix kein Ubergang im Lebenszyklus Graph vorgesehen so wird eine Null 0 an der zugehorigen Position der Matrix vermerkt Alle Elemente der Matrix sind entsprechend zu prufen Aus dem Lebenszyklusgraphen aus Abb 3 erhalt man letztlich inklusive der Ubergange in den absorbierenden Zustand S6 fur die Ubergangsmatrix P folgende Gleichung 14 P 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 p 32 0 0 0 0 0 0 p 43 0 0 0 0 0 p 53 0 0 0 0 1 p 32 1 p 43 p 53 1 1 1 displaystyle boldsymbol P left begin array ccccc c 0 amp 0 amp 0 amp 0 amp 0 amp 0 1 amp 0 amp 0 amp 0 amp 0 amp 0 0 amp p 32 amp 0 amp 0 amp 0 amp 0 0 amp 0 amp p 43 amp 0 amp 0 amp 0 0 amp 0 amp p 53 amp 0 amp 0 amp 0 hline 0 amp 1 p 32 amp 1 p 43 p 53 amp 1 amp 1 amp 1 end array right nbsp mit der Gesamt Dimension s 1 s 1 displaystyle s 1 times s 1 nbsp Hieraus wird deutlich dass die Ubergangsmatrix P zwar fur die Berechnung der Projektionsschritte t t 1 displaystyle t rightarrow t 1 nbsp benotigt wird aber die etwas kleinere Matrix T zur Erfassung der Wahrscheinlichkeitswerte der Ubergange der Markow Kette genugt Die Matrix P lasst sich dann aus T berechnen Des Weiteren sieht man an diesem Beispiel dass sich Verzweigungen in einem Lebenszyklus Graphen z B von Zustand S3 nach S4 bzw nach S5 in einfacher Weise mittels eines Matrix Modells abbilden lassen Allgemein merkt Quelle D Schulz 2010 zu Markow Ketten an dass sie ein einfaches und anschauliches Modell sind um realweltliche Vorgange mathematisch abzubilden 16 Forscher des Bundesinstituts fur Bevolkerungsforschung BiB Deutschland berichten dass es bzgl Kinderlosigkeit erhebliche Unterschiede zwischen den Berufen gibt 2009 war die Kinderlosigkeit bei Landwirtinnen und nicht erwerbstatigen Frauen meist Hausfrauen am geringsten 17 Eine hohe Kinderlosigkeit findet man hingegen bei Geschaftsfuhrerinnen dort lag der Anteil der kinderlosen Frauen bei 45 Prozent 17 Weitere Quellen berichten gebaren Frauen mit Hochschulabschluss in Deutschland immer noch deutlich weniger Kinder als Frauen ohne Uniabschluss Artikel von 2012 18 und die Zahl der Hochschulabsolventinnen ohne Nachwuchs steigt hierzulande weiter an Deutschland 2018 19 Ahnlich werden Unterschiede der Kinderzahl pro Frau in Abhangigkeit von der Staatsangehorigkeit berichtet z B Bekommen Osterreicherinnen durchschnittlich 1 27 Kinder in ihrem Leben so sind es bei Auslanderinnen Herkunft 1 84 Kinder 20 Eine sorgfaltige Untersuchung unterschiedlicher Lebenswegentscheidungen mittels des mathematischen Modells der Markow Ketten ob die Ermittlung der genauen Verursacher und der Quellen der Ablenkung vom Familiengeschehen mit einer folgenden sowohl ausreichend umfangreichen als auch rechtlich zulassigen Kompensation durch die Verursacher exakt an diesen ermittelten Stellen zu einer Angleichung der unterschiedlichen Werte der Kinderzahl pro Frau z B bei unterschiedlichen Berufen 17 bzw unterschiedlicher Ausbildung 18 19 oder bei unterschiedlicher Staatsangehorigkeit 20 fuhren kann ist in Quelle Keyfitz Caswell bisher nicht auffindbar Siehe auch BearbeitenDemografiestrategie Demografische Grundgleichung PopulationsdynamikWeblinks BearbeitenMPIDR Forschungsgruppe Mathematische Demografie demogr mpg de Archiv Version vom 31 Oktober 2020 abgerufen am 11 Juni 2021 Karl Peter Hadeler Hans Heesterbeek Mathematische Demographie und Epidemiologie springer com abgerufen am 17 Dezember 2018 Einzelnachweise Bearbeiten a b c d e f Nathan Keyfitz Hal Caswell Applied Mathematical Demography 3 Aufl Springer Science Business Media 2005 ISBN 0 387 22537 4 S 425f englisch R E Frisch Weight at menarche Similarity for well nourished and undernourished girls at differing ages and evidence for historical constancy In Pediatrice Band 50 1972 S 445 450 Quellenangabe aus Keyfitz Caswell entnommen a b Nathan Keyfitz Hal Caswell Applied Mathematical Demography 3 Auflage Springer Science Business Media 2005 ISBN 0 387 22537 4 S 504 englisch Nathan Keyfitz Wilhelm Flieger World Population An Analysis of Vital Data The University Press Chicago Illinois USA 1968 S 659 Schweiz Art 94 ZGB A Ehefahigkeit zgb gesetzestext ch abgerufen am 10 Januar 2018 Osterreich ehemundig mit 16 J und darunter minderjahrig auf Antrag sonst 18 J help gv at abgerufen am 15 Januar 2018 a b c Nathan Keyfitz Hal Caswell Applied Mathematical Demography 3 Auflage Springer Science Business Media 2005 ISBN 0 387 22537 4 S 245ff englisch Nathan Keyfitz Hal Caswell Applied Mathematical Demography 3 Auflage Springer Science Business Media 2005 ISBN 0 387 22537 4 S 68f englisch P H Leslie On the Use of Matrices in Certain Population Mathematics In Mathematical Demography 2 Auflage selected papers Springer 2013 ISBN 978 3 642 35857 9 S 215 zehnte Zeile von oben N G van Kampen Stochastic Processes in Physics and Chemistry 2 uberarb Auflage Elsevier Science Publishers 1992 ISBN 0 444 89349 0 S 89 unten N G van Kampen Stochastic Processes in Physics and Chemistry 2 uberarb Auflage Elsevier Science Publishers 1992 ISBN 0 444 89349 0 S 90 oben N G van Kampen Stochastic Processes in Physics and Chemistry 2 uberarb Auflage Elsevier Science Publishers 1992 ISBN 0 444 89349 0 S 97 Gleichungen 1 4 1 5 und 1 6 N G van Kampen Stochastic Processes in Physics and Chemistry 2 uberarb Auflage Elsevier Science Publishers 1992 ISBN 0 444 89349 0 S 98 vierte Zeile von oben Nathan Keyfitz Hal Caswell Applied Mathematical Demography 3 Auflage Springer Science Business Media 2005 ISBN 0 387 22537 4 S 246 englisch Nathan Keyfitz Hal Caswell Applied Mathematical Demography 3 Auflage Springer Science Business Media 2005 ISBN 0 387 22537 4 S 247 englisch D Schulz Eine Einfuhrung in zeit diskrete Markov Ketten Forschungsarbeit GRIN Verlag Munchen 2010 ISBN 978 3 640 79708 0 S 3 oben a b c Miriam Hollstein 19 September 2012 Akademikerinnen bekommen mehr Kinder im Abschnitt Vor allem in Westdeutschland ein Problem welt de abgerufen am 5 Mai 2018 a b focus de 20 September 2012 Deutschlands Geburtenrate sinkt schon wieder im Abschnitt Akademikerinnen bekommen wieder mehr Kinder abgerufen am 5 Mai 2018 a b Dorothea Siems 7 Marz 2018 Der traurige Spitzenplatz deutscher Akademikerinnen 1 Satz im Artikel html welt de abgerufen am 6 Mai 2018 a b auslaender at 4 Januar 2012 Die Geburtenrate bei Auslanderinnen im Abschnitt Die Geburtenrate in Osterreich abgerufen am 5 Mai 2018 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Mathematische Demografie 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