具有Logistic输入和密度制约的一类阶段结构传染病模型
2021-02-28刘亭亭乔志琴
重庆理工大学学报(自然科学) 2021年1期
刘亭亭,乔志琴
(中北大学 理学院,太原 030051)
1 研究背景
研究传染病的发病机理、传染规律和防治策略是医学研究的重要内容[1]。然而在现实世界中,诸如麻疹、水痘、猩红热等传染病多见于幼年时期,白喉、淋病、性病等传染病则多见于成年阶段。因此,研究阶段结构的传染病具有重大现实意义。对于阶段结构的传染病,许多专家和学者已经进行了大量的研究[2-16]。文献[2-3]研究了单种群结构的模型,文献[4-8]主要研究了几类阶段结构的幼年患病传染病模型。文献[9-16]主要研究了几类阶段结构的成年患病传染病模型。
随着研究的深入,研究人员发现温度、食物、空间等都会引起种群数量的变化,由此提出了环境容纳量的概念,并引入了Logistic输入这一概念。幼年个体向成年个体的发展过程中,需要获取一系列的资源来保持自身的增长。当个体所需资源非常相似时,竞争就会相当激烈,出现种内竞争。由于分析的复杂性,很多模型在研究过程中都没有考虑密度制约[16]。
本文在前人研究的基础上,考虑并分析了一类具有Logistic输入和幼年受密度制约的阶段结构传染病模型。假设种群中个体生长分为幼年和成年两个阶段,疾病仅在成年种群中传播,幼年个体以Logistic形式输入,并受密度制约,而成年个体不受密度制约。x=x(t)、y=y(t)和z=z(t)分别表示t时刻幼年、成年易感者和成年染病者的数量,N(t)=x+y+z表示t时刻种群的个体总数量。假设所有参数均为正,其中参数r表示内禀增长率;K表示环境容纳量;……
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