一类三次Kolmogorov系统的极限环
2016-06-27吴岱芩黄文韬吴燕兰
吴岱芩,黄文韬,2,吴燕兰
(1.桂林电子科技大学 数学与计算科学学院,广西 桂林 541004;2.贺州学院 数学系,广西 贺州 542800)
一类三次Kolmogorov系统的极限环
吴岱芩1,黄文韬1,2,吴燕兰1
(1.桂林电子科技大学 数学与计算科学学院,广西 桂林541004;2.贺州学院 数学系,广西 贺州542800)
摘要:针对一类三次Kolmogorov捕食系统在正平衡点(1,1)的极限环分支问题,利用计算机代数系统Mathematica,将实系统逐步转化为复系统,计算伴随复系统的前5个奇点量,利用雅克比行列式推导正平衡点处可分支的极限环个数,得出该系统在一定条件下可分支5个小振幅极限环的结果。
关键词:正平衡点;Kolmogorov系统;极限环;奇点量
生态学模型的极限环在理论和应用上是重要而有趣的问题,如下生态模型
称为Kolmogorov模型,x、y分别代表2个种群的密度。该模型描述种群间的捕食与被捕食、相互竞争作用以及互惠共存作用。许多生态问题都可归结为f(x,y)和g(x,y)多项式,从而吸引了许多生物数学研究者的关注。针对一类三次Kolmogorov系统,张江山等[1]证明了系统极限环的存在性与唯一性;Lloyd等[2]证明了系统可分支4个极限环;陆征一等[3]得到系统可分支3个极限环(其中2个稳定)的结果;Lloyd等[4]得到系统可分支6个极限环;杜超雄等[5]证明了系统可分支5个极限环,并给出了系统奇点量均为零的充分条件,但未对其加以证明。彭跃辉[6]研究一类具有2个正平衡点的三次Kolmogorov系统,得到可分支6个极限环的结果。为此,研究如下三次Kolmogorov系统:
(1)
其中:b≠1,d≠-1,且a,b,c,d∈R。应用奇点量方法[7-8],计算正平衡点(1,1)的前5阶奇点量,并给出其奇点量表达式,通过雅克比行列式方法证明系统(1)在正平衡点(1,1)可分支5个小振幅极限环。……
