劉 敏
(巢湖學(xué)院數(shù)學(xué)系,安徽 巢湖 238000)
本文考慮的是具有時(shí)滯的Holling-I型功能反應(yīng)的下列簡化捕食者-食餌系統(tǒng):
這里 x、y 分別表示食餌種群和捕食者種群的密度。 設(shè)其初始條件為 x0(θ)=φ1(θ)≥0, y0(θ)=φ2(θ)≥0,θ∈[-τ,0],x(0)>0,y(0)>0,k0,k1,δ,β 均是正數(shù),且考慮到模型的生物學(xué)意義,我們僅對(duì)其在內(nèi)進(jìn)行討論。文[1]討論了該捕食系統(tǒng)的解的有界性和持久性,并分析了正平衡點(diǎn)的局部穩(wěn)定性和Hopf分支的存在性,給出了下述結(jié)論:
引理 1[1]當(dāng) t充分大時(shí),系統(tǒng)(1)是最終有界的,有 x(t)≤k0,y(t)≤M,其中
引理2[1]當(dāng)時(shí),系統(tǒng)(1)是持久的。
引理 3[1]系統(tǒng)(1)的唯一正平衡點(diǎn) E*(x*,y*)是條件穩(wěn)定的,其中
這里0<x*<k0<k1.
本文在上述結(jié)論基礎(chǔ)上,主要對(duì)系統(tǒng)(1)的正平衡點(diǎn)E*的全局穩(wěn)定性進(jìn)行研究。
由引理2及其證明,我們知當(dāng)系統(tǒng)(1)是持久的,則其解滿足m1≤x≤k0,m2≤y≤M,這里.下面我們將利用Liapunov方法來研究系統(tǒng)(1)的正平衡點(diǎn)E*的全局穩(wěn)定性問題,給出下列結(jié)論:
定理 若系統(tǒng)(1)是持久的,并且滿足:
那么系統(tǒng)(1)的正平衡點(diǎn) E*(x*,y*)是全局漸近穩(wěn)定的。
又由引理1和引理2,可知存在T>0,使得t>T時(shí),有
由(3)式可得
由(2)、(3)和(4),可得
定義
從而有
令 V2(t) =V21(t) +V22(t),則由(9)和(10)可得
再令 V(t) =V1(t)+V2(t),則由(5)和(11)有
又由系統(tǒng)(1)的解具有持久性,可知存在T>0,使得時(shí)t>T,有
利用中值定理知,存在 0 < θ1(t)< u1(t),0 < θ2(t)< u2(t)使得
根據(jù)Liapunov穩(wěn)定性定理,方程(2)-(3)的零解是全局漸近穩(wěn)定的,由此可得系統(tǒng)(1)的正平衡點(diǎn)E*是全局漸近穩(wěn)定的。
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