|
|  |
Дослідження характеристик стійкості в системі популяційної динамікиіз запізненням, Детальна інформація
|
Дослідження характеристик стійкості в системі популяційної динаміки
із запізненням
1. Вступ
У багатьох застосуваннях припускається, що на поведінку піддослідної системи не впливає жодна затримка в часі, тобто майбутній стан системи не залежить від попередніх станів і визначається лише теперішнім. У таких випадках динамічна система переважно моделюється звичайними диференціальними рівняннями. Однак при глибшому вивченні виявляється, що такий погляд – це лише перше наближення до дійсного стану і реальніша модель повинна включати минулі стани системи.
Крім того, деякі задачі повністю втрачають свій зміст без розгляду “попередньої історії”. Ці положення були відомі й раніше, але теорія систем з післядією інтенсивно розвивається лише протягом останніх 50 років. Досягнення в галузі обчислювальної техніки є дуже важливими, оскільки теорія інтегрування, тобто аналітичного розв’язування, для систем з післядією не настільки успішна.
Перші системи, з якими зіткнулися дослідники, були біологічними. При дослідженні динаміки популяцій двох антагоністичних видів [7] використовувалися системи із запізненням. Р.Беллман [3] вивчав наслідки введення у кров хімічного розчину. Зауважимо, що рівняння, які описують цей процес, не є звичайними диференціальними рівняннями, оскільки повна циркуляція крові триває близько двох хвилин.
Мета цієї праці – проаналізувати систему імунного захисту організму, враховуючи запізнення в часі. Вперше модель імунного захисту людського організму була розроблена групою математиків і лікарів на чолі з Г.І.Марчуком. Як зазначає Г.І.Марчук [1], модель дала непогані результати при використанні її для лікування пневмонії та вірусного гепатиту.
2. Асимптотична стійкість
2.1. Головні результати теорії стійкості
Широке коло задач пов’язано з дослідженнями динаміки об’єктів, що описуються диференціальними рівняннями із запізненням:
(2.1)
на множині кусково-неперервних функцій:
Одним із найзагальніших методів дослідження стійкості таких задач є прямий метод Ляпунова. Використання такої методики для систем із післядією пов’язано з двома напрямками. Перший ґрунтується на скінченно-вимірних функціях Ляпунова і використовує теореми Б.С.Разуміхіна. Однак цей підхід має недолік: не доведено необхідності цих умов стійкості. Сенс диференціально-різницевих рівнянь полягає в нескінченно-вимірних просторах. Використання скінченно-вимірних функцій Ляпунова призводить до зайвих достатніх умов.
. Використання функціоналів – це природнє узагальнення прямого методу Ляпунова для звичайних диференціальних рівнянь на рівняння із запізненням. Головний результат для автономних систем твердить [2].
,
.
2.2. Один загальний випадок нелінійної системи третього порядку із запізненням
Розглянемо систему диференціальних рівнянь із запізненням:
(2.2)
задовольняють наступні умови:
(2.3)
– додатні константи.
Теорема 2.2. Нехай умови (2.3) виконані.
-стійким.
– функція Ляпунова для скалярного рівняння:
(2.4)
Тоді:
|
| Коментарі до даного документу |
|
|
|
|
|
|
Скачати "Реферат на тему Дослідження характеристик стійкості в системі популяційної динамікиіз запізненням"
