一类具双时滞的种群模型的稳定性及Hopf分支分析

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对于种群模型来说,个体的成熟期是一个很重要的因素,在建立模型的过程中通常是不能忽略的,2001年J. Wu和M. Li等人在基本年龄结构方程的基础上,加入时滞来考虑成熟期对种群数量模型的影响,得到了两个地区间具有年龄结构的单种群数量模型。后来 C. Yu等人对该模型进行了分析,得到了平衡点的稳定性以及Hopf分支的性质等。但是该模型没有考虑两个地区之间的距离对种群数量的影响,在本文中我们对该模型进行了改进,加入了一个时滞来考虑两个地区之间的距离对结果造成的影响。由于方程具有两个时滞,给我们的研究过程造成了很大的困难,但是对该模型的研究具有很强的理论和实际意义。  首先我们求得该系统的平衡点;然后利用线性稳定性方法对此系统的平衡点进行稳定性分析,我们得到当τ=0时,σ∈[0,+∞)时平衡点(xˉ,xˉ)是渐近稳定的;在讨论τ≠0时,我们对Beretta和Kuang的方法进行了推广,来讨论具有双时滞微分方程零解稳定性以及局部Hopf分支的性质,我们得到了平衡点稳定的充分条件以及产生Hopf条件;接着我们利用规范型理论和中心流形定理讨论了系统Hopf分支的分支方向和分支周期解的稳定性,给出了关于分支方向和分支周期解稳定性的计算公式。最后利用MATLAB软件进行相应的数值模拟,数值模拟结果与所得理论分析结果具有一致性。
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