兩類隨機生態(tài)傳染病動力學(xué)模型的研究
本文選題:隨機干擾 + 長時間行為。 參考:《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:本文主要研究了兩類生態(tài)傳染病模型的動力學(xué)行為.首先研究了一類食餌染病的隨機捕食者-染病食餌系統(tǒng),借助隨機微分方程相關(guān)理論方法,研究了隨機系統(tǒng)正解的長時間行為,然后運用進化動力學(xué)相關(guān)理論方法研究了環(huán)境噪聲作用下種群的適應(yīng)性進化行為,得到了變異種群產(chǎn)生進化分支和進化穩(wěn)定的條件,并使用數(shù)值仿真對所得理論結(jié)果進行了驗證.其次研究了一類具有Beddington-DeAngelis功能反應(yīng)的隨機生態(tài)傳染病模型,運用隨機微分方程相關(guān)理論方法和一些重要的不等式,研究了系統(tǒng)解的長時間行為,得到了系統(tǒng)平均持久和滅絕的條件,并使用Matlab數(shù)值仿真對理論結(jié)果進行了驗證.我們的理論結(jié)果為物種多樣性的保護等工作提供了理論依據(jù).第一章首先引入了課題的研究背景,然后介紹了隨機微分方程以及進化動力學(xué)等基礎(chǔ)理論知識.第二章首先提出了一類帶有環(huán)境噪聲擾動的捕食者-染病食餌模型,通過使用李雅普諾夫方法和隨機微分方程相關(guān)理論,得到了模型解的長時間行為和遍歷性.然后,通過適應(yīng)性進化動力學(xué)方法,我們得到了一個隨機干擾作用下的適合度函數(shù),并研究了染病食餌種群中病原菌的進化分支和進化穩(wěn)定性.最后,通過數(shù)值模擬對所得理論結(jié)果進行了驗證.理論結(jié)果的生物意義表明大的隨機干擾將會使病毒向著毒性減小的方向進化,這為疾病的控制提供了一定的理論依據(jù).第三章首先提出了一類帶有Beddington-DeAngelis功能反應(yīng)的隨機生態(tài)傳染病模型,通過使用李雅普諾夫方法和隨機微分方程相關(guān)理論,得到了模型解的長時間行為和遍歷性.然后,使用隨機微分方程相關(guān)理論和不等式方法,我們得到了系統(tǒng)平均持久性和滅絕性的條件.然后,通過數(shù)值模擬對所得結(jié)論進行了檢驗,結(jié)果表明物種對隨機干擾的影響具有一定的抵抗能力,當(dāng)隨機干擾較小時,它并不會導(dǎo)致物種的滅絕,但是如果隨機干擾足夠大,它就會導(dǎo)致物種的滅亡.第四章對全文進行了總結(jié),并對今后的研究工作做了前瞻性的設(shè)想.
[Abstract]:The dynamic behavior of two ecological infectious disease models was studied in this paper. In this paper, we first study a class of stochastic predator-infected predator-prey systems infected by prey. By means of the correlation theory of stochastic differential equations, we study the long-time behavior of positive solutions of stochastic systems. Then, the adaptive evolutionary behavior of the population under ambient noise is studied by using the evolutionary dynamics theory, and the conditions for the evolution branch and stability of the variation population are obtained. The theoretical results are verified by numerical simulation. Secondly, a stochastic ecological infectious disease model with Beddington-DeAngelis functional response is studied. The long-time behavior of the system solution is studied by using the stochastic differential equation theory and some important inequalities. The conditions of mean persistence and extinction of the system are obtained, and the theoretical results are verified by Matlab numerical simulation. Our theoretical results provide a theoretical basis for the conservation of species diversity. The first chapter introduces the background of the research, and then introduces the stochastic differential equations and evolutionary dynamics. In the second chapter, a predator-infected prey model with ambient noise disturbance is proposed. By using Lyapunov method and stochastic differential equation theory, the long-time behavior and ergodicity of the solution are obtained. Then, by means of adaptive evolutionary dynamics, we obtain a fitness function under random interference, and study the evolutionary branching and evolutionary stability of pathogenic bacteria in diseased bait populations. Finally, the theoretical results are verified by numerical simulation. The biological significance of the theoretical results indicates that large random interference will make the virus evolve towards the direction of decreasing toxicity, which provides a theoretical basis for disease control. In chapter 3, a stochastic ecological infectious disease model with Beddington-DeAngelis functional response is proposed. By using Lyapunov method and stochastic differential equation theory, the long-time behavior and ergodicity of the solution are obtained. Then, by using the theory of stochastic differential equation and the method of inequality, we obtain the condition of the mean persistence and extinction of the system. Then, the conclusion is tested by numerical simulation. The results show that the species has a certain resistance to the random disturbance. When the random disturbance is small, it will not lead to the extinction of the species, but if the random interference is large enough, It will lead to the extinction of the species. The fourth chapter summarizes the full text, and the future research work to make a forward-looking idea.
【學(xué)位授予單位】:山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:O175
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,本文編號:2099184
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