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种群动力学中的一类不定非线性问题:正解的高度多重性

经典分析与常微分方程 2018-08-15 v1

摘要

反应扩散方程在种群动力学领域有若干应用,其中一些以描述异质生境中不同类型食物源的因素为特征。在此背景下,寻找非平凡稳态对于研究种群的存续或灭绝具有重要意义。本文关注一个一维模型,其由参数依赖型方程 u'' + \bigl{(} \lambda a^{+}(t)-\mu a^{-}(t) \bigr{)}g(u) = 0 给出,其中 g ⁣:[0,1]Rg\colon \mathopen{[}0,1\mathclose{]} \to \mathbb{R} 是连续函数,满足 g(0)=g(1)=0g(0)=g(1)=0、对一切 0<s<10<s<1g(s)>0g(s) > 0lims0+g(s)/s=0\lim_{s\to0^{+}}g(s)/s=0,权重 a(t)a(t) 具有两个被一个负峰分隔的正峰。由此,我们考虑包含两个有利食物源与一个不利食物源的有限生境。我们处理多种边界条件,包括 Dirichlet 与 Neumann 边界条件,并证明了当 λ\lambdaμ\mu 为正且充分大时存在八个正解。全文利用数值模拟讨论结果并探究若干开放问题。

关键词

引用

@article{arxiv.1712.03352,
  title  = {An indefinite nonlinear problem in population dynamics: high multiplicity of positive solutions},
  author = {Guglielmo Feltrin and Elisa Sovrano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1712.03352},
  year   = {2018}
}

备注

26 pages, 13 PDF figures