具分布时滞的Hutchinson模型的分支分析

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在生物种群的时滞模型研究方面,众多学者就离散时滞模型和无穷分布时滞模型进行了深入的研究,并给出了模型解的动力学性质。然而,对于有限分布时滞模型而言,其动力学行为与离散时滞模型和无穷分布时滞模型的动力学行为是否一致极大地吸引着我们的研究兴趣。故而,本文以有限分布时滞 Hutchinson模型为出发点,根据模型解的动力学行为进行分支现象讨论并找出差异产生的原因来完成课题的研究。  首先计算出模型的平衡点,得到模型分别有一个零平衡点和一个正平衡点。根据Routh-Hurwitz判别法证明了时滞趋于零时零平衡点不稳定,正平衡点局部渐近稳定;其次对模型的分支存在性进行分析,应用Hopf分支理论证明了模型Hopf分支的存在性;接下来通过数值模拟对模型进行仿真,验证了模型理论分析结果的正确性。并得到在分支值附近,随着时滞的增大,周期解附近的周期也在增大;最后对模型解的动力学行为与离散时滞模型和无穷分布时滞模型的动力学行为进行对比分析,得到系数不依赖时滞的离散时滞模型和有限分布时滞模型不会出现开关现象,而系数依赖时滞的离散时滞模型和无穷分布时滞模型会出现开关现象。从系数依赖时滞作为出发点,运用特征根分析法进行分析,得出产生开关现象的原因是时滞的取值有界。
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