APP下载

扩散项与时滞有关的单种群模型的全局稳定性

2012-07-02李晓艳

兵器装备工程学报 2012年1期
关键词:数学模型系统

李晓艳,姚 频

(兰州城市学院 a.数学学院;b.附中,兰州 730070)

用数学模型的方法来研究种群生态学问题是常见的方法,具有扩散的种群模型的周期解问题的结论较多,而具有时滞的单种群扩散模型中扩散项仅依赖于当时种群的密度是不完全符合现实的。

在自然界中,许多生物体(尤其是植物)必须经历一段时间才能发生扩散;举例来说,柳树、松树要迁移,必须靠风的力量,由风传播它们的种子才能生根发芽;麻雀在出生后不能立即展翅飞翔,要经过一段时间后才能飞,这是发生扩散的基本条件。因此,为了更符合客观事实,应考虑扩散项具有时滞的模型。

1 模型建立

考虑如下非自治单种群模型

其中:ai(t)是内禀增长率;bi(t)为密度制约因子;Ci(t)为繁殖率;Di(t)(i=1,2)是扩散率;τ 是关于t 的函数且τi(t)(i=1,2,3)是连续的ω 周期函数,且ai(t),bi(t),Ci(t),Di(t)均大于0,τi(t)≥0,τ˙i(t)<1,t≥0。

2 周期解的存在唯一性与稳定性

定理1 设系统(1)满足如下假设

则系统(1)的任一正解均一致有界。

证明:由假设(A1)必存在r >1,H >1,使得

定义:V ( x1,x2)=max { x1,x2},下面分2 种情况

可见“醉鬼”不醉,只是以醉态示人。至于为何如此,有人说是他藏形隐色,掩饰真功以防暗算的一种做法;有人说是他为了免除权贵骚扰,故意所作的玩物丧志饮酒误事的假象。

(1)若V ( x1,x2)= x1,沿 系 统(1)的 正 解 计 算 的 右 导 数,若‖ (x1(t),x2(t))‖ ≥H,则 对 任 意θ ∈ [ -τ,0 ],有V (x1( t+θ ),x2( t+θ ))<rV (x1(t),x2(t))。由( 1 )得

(2)若V ( x1,x2)=x2,同理可得·V<-1。由Lyapunov 稳定性定理知,正解是最终一致有界的。

设M >H >1,(x1(t),x2(t))表示具有初始条件 ( σ,φ )的任意正解,φ = ( φ1,φ2)∈C+。当θ∈ [ -τ,0 ]时,有0≤φi( θ )≤M,( i=1,2 ).下证对t≥σ,都有‖ (x1(t),x2(t))‖≤M。

假设存在¯t >σ,使得

由(4)和(5)得

引理1[4]设条件 ( A1)成立,则存在正数ε ( 0 <ε <M ),使得对给定的0 <δ <d,总存在正数T = T ( δ,d )>0,使得对任意t >σ+T(σ∈R,φ∈C+[ δ,d ])有xi( σ,φ )≥ε。……

登录APP查看全文

猜你喜欢

数学模型系统
一半模型
Smartflower POP 一体式光伏系统
WJ-700无人机系统
ZC系列无人机遥感系统
重尾非线性自回归模型自加权M-估计的渐近分布
连通与提升系统的最后一块拼图 Audiolab 傲立 M-DAC mini
3D打印中的模型分割与打包
我为什么怕数学
数学到底有什么用?
数学也疯狂