5阶稳定耗散矩阵的代数判定条件*
2012-12-17卢莹莹赵晓华
浙江师范大学学报(自然科学版) 2012年2期
关键词:定义
卢莹莹, 赵晓华
(浙江师范大学数理与信息工程学院,浙江金华 321004)
0 引言
本文的研究与如下著名的n维Lotka-Volterra(LV)系统有关:

式(1)中:xj≥0通常表示第j个物种的种群密度;ajk表示作用系数;εj是与环境相关的参数;A=(ajk)称为系统(1)的作用矩阵.这类系统自20世纪二三十年代提出以来,作为应用数学的一个著名系统模型广泛存在于生物学、化学、传染病学、经济学、计算机科学等领域,一直受到国内外相关领域学者的高度关注,积累了大量的研究成果[1-2].尽管如此,除了对2维LV系统性质已有较全面的认识外,对维数n≥3的一般LV系统的认识还很不够,其丰富的动力学性质还远没有被完整认识.研究表明,LV系统的动力学性质与其作用矩阵A=(ajk)的代数性质具有紧密联系.为方便起见,通常根据作用矩阵A=(ajk)的3种情形,将LV系统分为竞争(或合作)型、保守型及耗散型来研究.
矩阵A=(ajk)是否为竞争(或合作)型,按定义即可直接判断;而矩阵A是否为保守型的判定问题早已被Volterra解决[3].关于耗散矩阵的判定,自Volterra于20世纪30年代提出耗散矩阵以来,研究进展缓慢.直到1978年,Cross才在文献[4]中给出了3阶实矩阵耗散的充要条件.Redheffer在文献[5]中较系统地研究了任意阶耗散矩阵的判定条件;文献[6]进一步讨论了3×3耗散实矩阵的充要条件及Volterra乘子的唯一性;文献[7-8]研究了比耗散矩阵更符合实际应用的所谓稳定耗散矩阵,获得了稳定耗散判定的一些结果.在文献[5,7-8]的基础上,文献[9]讨论了稳定耗散矩阵的一般判定条件,提出了最大稳定耗散图……
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