三維競(jìng)爭(zhēng)Ricker系統(tǒng)的Hopf分支和極限環(huán)個(gè)數(shù)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-26 17:05
本文研究三維競(jìng)爭(zhēng)Ricker系統(tǒng)的Hopf分支,我們給出了系統(tǒng)具有正Hopf分支值的充要條件,基于此證明了當(dāng)種群間的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)滿(mǎn)足條件(C1)-(C5)之一時(shí),對(duì)三維競(jìng)爭(zhēng)Ricker系統(tǒng)Zeeman的33種穩(wěn)定nullcline等價(jià)分類(lèi)的第26-31類(lèi)Hopf分支發(fā)生,且指明了 Hopf分支的方向,其中包含系數(shù)矩陣的三個(gè)主子式均為非負(fù)的新類(lèi)型.利用中心流形理論,我們給出一階焦點(diǎn)量的計(jì)算公式,以保證具體應(yīng)用時(shí)一階焦點(diǎn)量的計(jì)算是嚴(yán)格的.最后,基于Hopf分支定理中橫截條件和一階焦點(diǎn)量的不同符號(hào),我們構(gòu)造了具體的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明Hopf分支在第26-31類(lèi)中發(fā)生,理論結(jié)果也進(jìn)行了數(shù)值模擬.此外,使用Poincare-Bendixson定理,證明27-31類(lèi)的系統(tǒng)至少存在兩個(gè)極限環(huán).另外,本文還給出了一個(gè)具有兩個(gè)擾動(dòng)參數(shù)的三維競(jìng)爭(zhēng)Ricker系統(tǒng),它屬于Zee-man 分類(lèi)的第 28 類(lèi).通過(guò)中心流形理論和正規(guī)形的計(jì)算,證明 了存在參數(shù)值使得具有三個(gè)極限環(huán),其中內(nèi)部?jī)蓚(gè)極限環(huán)是來(lái)自Hopf分支產(chǎn)生的小振幅極限環(huán),包含所有小振幅極限環(huán)的外部那個(gè)極限環(huán)是由第28類(lèi)的負(fù)載單形邊界上的動(dòng)力學(xué)和Poincare...
【文章來(lái)源】:上海師范大學(xué)上海市
【文章頁(yè)數(shù)】:151 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2-1負(fù)載單形圖.??
第二章三維Hopf分支定理及預(yù)備知識(shí)?上海師范大學(xué)博士學(xué)位論文??(6)第31?類(lèi):712?>?0,?713?>?〇,?721?>?0,?723?>?〇,?731?<?〇,?732?>?0,別2732?+?別3723?-?n/^23?<?〇,??^31721?+?^32712?—?r3/^12?<?〇???第26?—?31類(lèi)的三維競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)在S上的動(dòng)力學(xué)性態(tài)見(jiàn)圖2.2-2.?■代表的平衡點(diǎn)是吸引子,〇代??表的平衡點(diǎn)是排斥子,符號(hào)?表不一個(gè)未確定動(dòng)力學(xué)的區(qū)域.??26?27?28??m??29?30?31??圖2.2-2第26-31類(lèi)的三維競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)在S上的相圖.??本文主要運(yùn)用三維^?Hopf分支定理丨26,52]證明帶參數(shù)的系統(tǒng)存在極限環(huán),即當(dāng)參數(shù)在某個(gè)??值附近發(fā)生微小變化時(shí),導(dǎo)致在內(nèi)部平衡點(diǎn)處的Jacobian矩硨的特征值實(shí)部的符號(hào)發(fā)生改變,使??得平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性發(fā)生變化(出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài)).??定理2.2.2?(三維Hopf分支定理)設(shè)C?M3是含點(diǎn)A'。的一個(gè)開(kāi)集,:?D?X?f/(/x〇,e_)?4?R3??是解析的,系統(tǒng)??i?=?F(^,ix)?(2.1)^??以%為奇點(diǎn).記A(")?:=?設(shè)i4.(ju)具有一對(duì)共輒復(fù)特征值土?i_/9(/i)符合??a("〇.)?=?0,?^(仲).>.0,友實(shí)特征值?〇;(")?<?0,且滿(mǎn)足橫截條件?a’("〇)?>?0?(〇/(/??〇)?<:?0),貝']??(I)若系統(tǒng)(2..1)M0以工0為漸近穩(wěn)定的奇點(diǎn),則當(dāng)/x充分接近//〇且八>"0?(//?<_/%)時(shí),系統(tǒng)??(2.1^在次〇附近有穩(wěn)定的限環(huán),即出現(xiàn)超臨界Hopf分支;??(II)若系統(tǒng)(
第四_三維競(jìng)爭(zhēng)Ricter系統(tǒng)的極限壞個(gè)數(shù)研究?上海師范:大學(xué)博士學(xué)位論文??畫(huà)??0?5?10?15?20?25?30??t??圖4.1-1?_?/x?=?10.9時(shí),系統(tǒng)(4.1.1)從初始狀態(tài)ar(0)?=?(1.2,1,1.1)出發(fā)的解尤⑷的各??分量隨時(shí)間t的演化.??1-1?-?■-?■?:'?:?丨?V?i??1.05、.i?i?丨丨??0.8???〇.8??x2?X1??圖4.1-2罵"=10.9時(shí),系統(tǒng)(4.1.1)從初始狀態(tài):r(0)?=?(1.2,1,1.1)出發(fā)的軌道(藍(lán)色曲??線(xiàn))漸近于m個(gè)極限環(huán).??§4.1.2第26類(lèi)對(duì)0和a?>?0出現(xiàn)極限環(huán)的系統(tǒng)??令??A?=?12?6.??V3?3?V??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]THEORY OF VALUES OF SINGULAR POINT IN COMPLEX AUTONOMOUS DIFFERENTIAL SYSTEMS[J]. 劉一戎,李繼彬. Science in China,Ser.A. 1990(01)
博士論文
[1]競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)長(zhǎng)期動(dòng)力學(xué)性態(tài)的研究[D]. 牛磊.上海師范大學(xué) 2016
本文編號(hào):3251730
【文章來(lái)源】:上海師范大學(xué)上海市
【文章頁(yè)數(shù)】:151 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2-1負(fù)載單形圖.??
第二章三維Hopf分支定理及預(yù)備知識(shí)?上海師范大學(xué)博士學(xué)位論文??(6)第31?類(lèi):712?>?0,?713?>?〇,?721?>?0,?723?>?〇,?731?<?〇,?732?>?0,別2732?+?別3723?-?n/^23?<?〇,??^31721?+?^32712?—?r3/^12?<?〇???第26?—?31類(lèi)的三維競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)在S上的動(dòng)力學(xué)性態(tài)見(jiàn)圖2.2-2.?■代表的平衡點(diǎn)是吸引子,〇代??表的平衡點(diǎn)是排斥子,符號(hào)?表不一個(gè)未確定動(dòng)力學(xué)的區(qū)域.??26?27?28??m??29?30?31??圖2.2-2第26-31類(lèi)的三維競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)在S上的相圖.??本文主要運(yùn)用三維^?Hopf分支定理丨26,52]證明帶參數(shù)的系統(tǒng)存在極限環(huán),即當(dāng)參數(shù)在某個(gè)??值附近發(fā)生微小變化時(shí),導(dǎo)致在內(nèi)部平衡點(diǎn)處的Jacobian矩硨的特征值實(shí)部的符號(hào)發(fā)生改變,使??得平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性發(fā)生變化(出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài)).??定理2.2.2?(三維Hopf分支定理)設(shè)C?M3是含點(diǎn)A'。的一個(gè)開(kāi)集,:?D?X?f/(/x〇,e_)?4?R3??是解析的,系統(tǒng)??i?=?F(^,ix)?(2.1)^??以%為奇點(diǎn).記A(")?:=?設(shè)i4.(ju)具有一對(duì)共輒復(fù)特征值土?i_/9(/i)符合??a("〇.)?=?0,?^(仲).>.0,友實(shí)特征值?〇;(")?<?0,且滿(mǎn)足橫截條件?a’("〇)?>?0?(〇/(/??〇)?<:?0),貝']??(I)若系統(tǒng)(2..1)M0以工0為漸近穩(wěn)定的奇點(diǎn),則當(dāng)/x充分接近//〇且八>"0?(//?<_/%)時(shí),系統(tǒng)??(2.1^在次〇附近有穩(wěn)定的限環(huán),即出現(xiàn)超臨界Hopf分支;??(II)若系統(tǒng)(
第四_三維競(jìng)爭(zhēng)Ricter系統(tǒng)的極限壞個(gè)數(shù)研究?上海師范:大學(xué)博士學(xué)位論文??畫(huà)??0?5?10?15?20?25?30??t??圖4.1-1?_?/x?=?10.9時(shí),系統(tǒng)(4.1.1)從初始狀態(tài)ar(0)?=?(1.2,1,1.1)出發(fā)的解尤⑷的各??分量隨時(shí)間t的演化.??1-1?-?■-?■?:'?:?丨?V?i??1.05、.i?i?丨丨??0.8???〇.8??x2?X1??圖4.1-2罵"=10.9時(shí),系統(tǒng)(4.1.1)從初始狀態(tài):r(0)?=?(1.2,1,1.1)出發(fā)的軌道(藍(lán)色曲??線(xiàn))漸近于m個(gè)極限環(huán).??§4.1.2第26類(lèi)對(duì)0和a?>?0出現(xiàn)極限環(huán)的系統(tǒng)??令??A?=?12?6.??V3?3?V??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]THEORY OF VALUES OF SINGULAR POINT IN COMPLEX AUTONOMOUS DIFFERENTIAL SYSTEMS[J]. 劉一戎,李繼彬. Science in China,Ser.A. 1990(01)
博士論文
[1]競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)長(zhǎng)期動(dòng)力學(xué)性態(tài)的研究[D]. 牛磊.上海師范大學(xué) 2016
本文編號(hào):3251730
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