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具有 logistic 源的完全抛物型吸引-排斥趋化系统的行波解

偏微分方程分析 2018-12-12 v1

摘要

本文研究趋化系统 \begin{equation} \begin{cases} u_{t}=\Delta u -\chi_1\nabla( u\nabla v_1)+\chi_2 \nabla(u\nabla v_2 )+ u(a -b u), \qquad \ x\in\mathbb{R} \\ \tau\partial_tv_1=(\Delta- \lambda_1 I)v_1+ \mu_1 u, \qquad \ x\in\mathbb{R}, \\ \tau\partial v_2=(\Delta- \lambda_2 I)v_2+ \mu_2 u, \qquad \ \ x\in\mathbb{R}, \end{cases} (0.1) \end{equation} 的行波解,其中 τ>0,χi>0,λi>0, μi>0\tau>0,\chi_{i}> 0,\lambda_i> 0,\ \mu_i>0i=1,2i=1,2)且  a>0, b>0\ a>0,\ b> 0 为常数,NN 为正整数。在参数的某些适当条件下,我们证明存在两个正常数 0<c(τ,χ1,μ1,λ1,χ2,μ2,λ2)<c(τ,χ1,μ1,λ1,χ2,μ2,λ2) 0<c^{*}(\tau,\chi_1,\mu_1,\lambda_1,\chi_2,\mu_2,\lambda_2)<c^{**}(\tau,\chi_1,\mu_1,\lambda_1,\chi_2,\mu_2,\lambda_2) 使得对每个 c(τ,χ1,μ1,λ1,χ2,μ2,λ2)c<c(τ,χ1,μ1,λ1,χ2,μ2,λ2)c^{*}(\tau,\chi_1,\mu_1,\lambda_1,\chi_2,\mu_2,\lambda_2)\leq c<c^{**}(\tau,\chi_1,\mu_1,\lambda_1,\chi_2,\mu_2,\lambda_2)(0.1)(0.1) 有一个连接 (ab,aμ1bλ1,aμ2bλ2)(\frac{a}{b},\frac{a\mu_1}{b\lambda_1},\frac{a\mu_2}{b\lambda_2})(0,0,0)(0,0,0) 的行波解 (u,v1,v2)(x,t)=(U,V1,V2)(xct)(u,v_1,v_2)(x,t)=(U,V_1,V_2)(x-ct) 满足 limzU(z)eμz=1, \lim_{z\to \infty}\frac{U(z)}{e^{-\mu z}}=1, 其中 μ(0,a)\mu\in (0,\sqrt a) 使得 c=cμ:=μ+aμc=c_\mu:=\mu+\frac{a}{\mu}。此外,lim(χ1,χ2)(0+,0+))c(τ,χ1,μ1,λ1,χ2,μ2,λ2)= \lim_{(\chi_1,\chi_2)\to (0^+,0^+))}c^{**}(\tau,\chi_1,\mu_1,\lambda_1,\chi_2,\mu_2,\lambda_2)=\inftylim(χ1,χ2)(0+,0+))c(τ,χ1,μ1,λ1,χ2,μ2,λ2)=cμ~,\lim_{(\chi_1,\chi_2)\to (0^+,0^+))}c^{*}(\tau,\chi_1,\mu_1,\lambda_1,\chi_2,\mu_2,\lambda_2)= c_{\tilde{\mu}^*}, 其中 μ~=min{a,λ1+τa(1τ)+,λ2+τa(1τ)+}\tilde{\mu}^*={\min\{\sqrt{a}, \sqrt{\frac{\lambda_1+\tau a}{(1-\tau)_{+}}},\sqrt{\frac{\lambda_2+\tau a}{(1-\tau)_{+}}}\}}。我们还证明 (0.1)(0.1) 不存在连接 (ab,aμ1bλ1,aμ2bλ2)(\frac{a}{b},\frac{a\mu_1}{b\lambda_1},\frac{a\mu_2}{b\lambda_2})(0,0,0)(0,0,0) 且速度 c<2ac<2\sqrt{a} 的行波解。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.04455,
  title  = {Traveling waves of a full parabolic attraction-repulsion chemotaxis systems with logistic sources},
  author = {R. B. Salako},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04455},
  year   = {2018}
}

备注

arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1610.05215, arXiv:1701.02633, arXiv:1609.05387