一类带有时空结构的Fisher方程初值问题适定性分析

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近几十年来,反应扩散方程已成为种群动力学理论研究的重要工具之一。通过建立相应的种群生态模型,分析模型解的动力学性质,我们可以揭示种群的运动规律,预测生态现象。在现实中,资源分布会随着时间或位置发生变化,从数学角度反应项可能不再连续。因此经典连续系统已经不再适用,我们需要考虑更一般的系统。在本文中,我们研究带有时空结构的Fisher方程ut=uxx+f(x,t)u(1-u).考虑其生物背景,我们研究两类周期资源分布f1(x,t)=b(x)s(t)及f2(x,t)=b(x)+s(t),其中b(x)为定义在R上非负周期的测度,表示周期分割区域上依照空间周期分布的资源密度,s(t)为定义在R+上具有良好光滑性的非负函数,表示依照时间分布的资源密度。当b(x)为光滑函数时,该方程初值问题的解为经典解且具有良好的适定性。当b(x)为一般的测度时,经典解不一定存在,因此我们需要研究初值问题温和解,分析温和解的适定性,从而为现实模型提供理论依据。本文包括以下五个章节:第一章主要介绍了本文的研究背景和研究内容,包括经典种群模型的历史背景和研究现状,分割周期区域的种群动力学研究等,并阐释了本文的主要结论以及内容安排。第二章介绍了在推导本文主要结论时所需的基本符号、概念以及基本引理。第三章我们以实分析、泛函分析等工具,重点研究了该初值问题温和解的适定性问题,即解的存在性、唯一性和对初值的连续依赖性。第四章研究了在局部一致拓扑下,该初值问题温和解对于初值的连续依赖性。最后我们总结了本文的工作,并提出了今后需要进一步考虑和研究的问题。
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