On suppose que la fécondité nette d'une population est d'1 enfant à l'âge exact de 15 ans, d'1 enfant à l'âge de 30 ans et de 0,3333 enfants à l'âge de 45 ans.
Le taux net de reproduction est égal à la somme des taux nets par âge, soit : filles par fille.
L'équation de Lotka s'écrit :
En notant , ceci peut s'écrire :
soit encore :
Les racines de l'unité sont :
Mais donne (en additionnant ):
Ce qui donne :
Il n'y a donc qu'une seule racine réelle, , mais il y a une infinité de racines complexes ayant la même partie réelle . En effet, toutes les cosinusoides de période 15 ans et qui valent 1 aux âges 15, 30 et 45 sont solutions. Il n'y a pas, contrairement aux cas réels des populations humaines d'amortissement (la structure initiale est partiellement conservée).
La figure 1
Figure 1: Fonction de maternité,
, et cosinusoides afférentes aux racines ayant la plus
grande partie réelle :
, m=0,1,2
représente la fonction de maternité, ainsi que l'exponentielle , ainsi que les deux premières solutions oscillatoires, , et .
La racine est une racine complexe dont la partie réelle est négative. La figure 2
Figure 2: Fonction de maternité,
, et cosinusoides afférentes aux racines ayant la plus
petite partie réelle (négative) :
, m=0,1,-1
représente les graphes de , pour .
Une approximation de la racine réelle peut être obtenue en calculant l'âge médian à la fécondité, et en faisant l'hypothèse que les femmes ne donneraient pas naissance à des enfants à 3 âges différents mais à une seul même âge de 25,7 ans.
Si maintenant on tient compte des 3 âges féconds, on peut calculer l'écart type : et obtenir une meilleure approximation en résolvant l'équation du second degré :
soit, approximativement (voir le cours) :