具有时滞的三种群系统的HOPF分支的研究

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时滞是客观世界和工程中普遍存在的现象,在生态领域中人们运用时滞模型来描述研究对象研究客观世界,现有模型大多都只有一个时滞,而相对于自然环境来说,多个时滞的模型虽然更加复杂,但是更能反映客观世界,因而也更具有实际意义.  本文主要研究具有多时滞的三种群系统的分支问题,以时滞作为分支参数研究系统的Hopf分支现象。研究发现,在一定条件下随着时滞增加,正平衡点从稳定变到不稳定再到稳定,出现Hopf分支现象,从正平衡点分支处一族周期解。进一步利用中心流行定理和规范性定理,研究了分支周期解的一系列性质,如分支方向、分支周期解的稳定性等,并通过计算机数值模拟验证了理论结果。  全文共分为以下几个部分:  第一章为前言,主要介绍所研究问题的一些相关背景和本文所应用到的一些理论。  第二章给出了一个具有多时滞的两捕食者一食饵系统,研究平衡点的局部稳定性,及Hopf分支分支的存在性、方向、稳定性和周期解等问题,并给出数值模拟。  第三章给出了一个具有多时滞的是食物链系统,讨论得到了系统一致持续生存的条件,分析了该系统正平衡点的局部稳定性和Hopf分支存在条件,并给出数值模拟。  第四章在第三章模型的基础上讨论τ2=0时的情况,得到该系统一定存在一个τ0,使得系统在平衡点附近发生 Hopf分支.进一步估计出系统在正平衡点保持稳定的最大时滞的长度,并利用中心流形和规范形理论确定出系统在正平衡点处发生 Hopf分支性质的精确公式.
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