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问题:

题目:三类生态模型的Hopf分支周期解、稳定性和持久性

关键词:Hopf分支,无条件稳定性,捕食与被捕食,反馈控制,持久性

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  参考解析


微分方程解的周期性、稳定性和持久性,揭示了动力系统的长期行为,在生态学里有着广泛应用,对于保持生态平衡,挽救濒临灭绝的生物种群具有非常重要的实际意义. 一直以来,用微分方程来描述生物规律现象,具有很强实际背景的新课题也随之而形成.
本文讨论了三类生态模型的Hopf分支周期解、稳定性和持久性,其中包括:一类广义Logistic模型的Hopf分支周期解、同类相食率对捕食与被捕食模型稳定性的影响及N-种群反馈控制系统的持久性.
第二章,研究了一类具有时滞的广义生态模型正平衡态的稳定性与Hopf分支存在唯一性. 首先,根据线性系统的无条件稳定性与特征值理论,得到模型无条件局部稳定性充分条件;然后,利用函数正交性理论讨论了模型Hopf分支的存在唯一性;最后,举例验证了定理条件和结论的可实现性,利用Matlab给出解曲线的拟合图.
第三章,主要讨论了同类相食率对一类种群结构模型的动态影响,并得出了同类相食率的Hopf分支临界值. 首先利用特征值理论和Lyapunov直接法进行线性稳定性分析,并对影响稳定性的参数进行了讨论. 其次验证了同类相食对种群的稳定作用,而被捕食者的增长却相反. 最后利用Matlab数值模拟进一步验证了理论的可实现性.
第四章,讨论了一类具有时滞并带有ω周期函数的N-种群反馈控制系统的持久性. 根据ω周期函数的性质,运用微分方程的比较理论,给出了反馈控制系统持久性的条件.

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