几类媒介传染病模型的稳定性分析

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传染病一直严重威胁着人类的身体健康,如何有效的防治传染病已成为当今世界急需解决的一个重大问题。建立并研究能够反映实际情况的传染病模型显得尤为重要。本文通过分析几类媒介传染病模型的稳定性,预测传染病的流行趋势,为传染病的防治提供理论依据。  首先,建立了一类具有标准发生率的媒介传染病模型,研究了该系统的全局稳定性。在假设宿主和媒介总数都是常数的情况下,得到了疾病流行与否的阈值,即基本再生数R0,并讨论了平衡点的存在性。证明了当基本再生数R0<1时,无病平衡点是全局渐近稳定的,疾病将消亡;当R0>1时,唯一的地方病平衡点是全局渐近稳定的,疾病将持续。最后通过数值模拟,验证了结论的正确性。  其次,研究了一类宿主具有垂直传染的媒介传染病模型,假设宿主和媒介均为常数输入,给出了基本再生数的表达式,利用Hurwitz判据讨论了平衡点的局部稳定性。证明了当基本再生数R0<1时,无病平衡点是局部渐近稳定的;当基本再生数R0>1时,系统存在唯一的地方病平衡点,且在地方病平衡点处是局部渐近稳定的。通过数值模拟,验证了结论的正确性。  最后,根据登革热的发病机理和传播机制,建立了带有潜伏期的登革热传染病模型,得到了能够决定疾病是否爆发的阈值R0。通过Lyapunov函数和LaSalle不变性原理证明了当R0<1时,无病平衡点是全局渐近稳定的,疾病将消亡。当基本再生数R0>1时,存在唯一的地方病平衡点,应用Hurwitz判据证明了地方病平衡点是局部渐近稳定的,该疾病爆发,并通过数值模拟验证了结论的正确性。
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