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分数阶动力系统在时间尺度上的存在性、稳定性和可控性结果及其在种群动力学中的应用。 (英语) Zbl 07486820号

摘要:在本文中,我们研究了时间尺度上分数阶动力系统的存在性、唯一性、Hyer-Ulam稳定性和可控性分析。本文主要分为三个部分:第一部分,我们给出了解的存在性。第二部分致力于稳定性分析的研究,而在最后一部分中,我们建立了可控性结果。我们利用Banach和非线性替代Lery-Schauder型不动点定理来建立这些结果。此外,我们还给出了不同时间尺度下的一些数值例子。此外,我们给出了两个应用来概述这些结果的有效性。

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34号05 时间尺度或测量链上的动力学方程
第34页12 初值问题、常微分方程解的存在性、唯一性、连续依赖性和连续性
93个B05 可控性
34A08号 分数阶常微分方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] R.L.Magin,《生物工程中的分数微积分》,第2卷,康涅狄格州,Begell House,2006年,6月。
[2] H.Rudolf,《分数阶微积分在物理学中的应用》,第128卷,新加坡,世界科学,2000年·Zbl 0998.26002号
[3] R.L.Bagley和P.J.Torvik,“分数微积分应用于粘弹性的理论基础”,J.Rheol。,第27卷,第3期,第201-210页,1983年,doi:10.122/1.549724·Zbl 0515.76012号 ·数字对象标识代码:10.1122/1.549724
[4] V.E.Tarasov,《分数动力学:分数微积分在粒子、场和介质动力学中的应用》,HEP,Springer,2011年。
[5] H.A.A.El-Saka、A.A.M.Arafa和M.I.Gouda,“同质网络上分数SIRS模型的动力学分析”,Adv.Differ。Equ.、。,2019年第1卷,第144页,2019年,doi:10.1186/s13662-019-279-3·Zbl 1459.34015号 ·doi:10.1186/s13662-019-279-3
[6] G.M.Zaslavsky,“哈密顿混沌的分数动力学方程”,《物理学》。非线性现象。,第76卷,第1-3期,第110-122页,1994年,doi:10.1016/0167-2789(94)90254-2·Zbl 1194.37163号 ·doi:10.1016/0167-2789(94)90254-2
[7] K.Shah和R.A.Khan,“具有三点边界条件的分数阶微分方程耦合系统的迭代方案”,数学。方法应用。科学。,第41卷,第3期,第1047-1053页,2018年,doi:10.1002/mma.4122·Zbl 1395.34009号 ·doi:10.1002/mma.4122
[8] K.Shah、J.R.Wang、H.Khalil和R.A.Khan,“分数阶微分方程积分-边值问题耦合系统的存在性和数值解”,Adv.Differ。Equ.、。,2018年第1卷,第149页,2018年,doi:10.1186/s13662-018-1603-1·Zbl 1446.65053号 ·doi:10.1186/s13662-018-1603-1
[9] J.R.Wang、K.Shah和A.Ali,“分数阶非线性脉冲切换耦合演化方程的存在性和HyersUlam稳定性”,数学。方法应用。科学。,第41卷,第6期,第2392-2402页,2018年,doi:10.1002/mma.4748·Zbl 1390.34030号 ·doi:10.1002/mma.4748
[10] K.Shah、R.A.Khan和D.Baleanu,“带反周期边界条件的非整数阶微分方程隐式耦合系统的研究”,数学。方法应用。科学。,第42卷,第6期,第2033-2042页,2019年,doi:10.1002/mma.5496·Zbl 1417.34022号 ·doi:10.1002/mma.5496
[11] A.Ali、K.Shah、F.Jarad、V.Gupta和T.Abdeljawad,“分数阶微分方程隐式脉冲边值问题耦合系统的存在性和稳定性分析”,Adv.Differ。Equ.、。,2019年第1卷,第101页,2019年,doi:10.1186/s13662-019-247-y·Zbl 1459.34180号 ·doi:10.1186/s13662-019-247-y
[12] J.R.Wang、M.Feĉkan和Y.Zhou,“脉冲常微分方程的Ulam型稳定性”,J.Math。分析。申请。,第395卷,第1期,第258-264页,2012年,doi:10.1016/j.jmaa.2012.05.040·Zbl 1254.34022号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2012.05.040
[13] D.Popa和I.Raa,“关于线性微分方程的Hyers-Ulam稳定性”,《数学杂志》。分析。申请。,第381卷,第2期,第530-537页,2011年,doi:10.1016/j.jmaa.2011.02.051·兹比尔1222.34069 ·doi:10.1016/j.jmaa.2011.02.051
[14] J.R.Wang、L.Lv和Y.Zhou,“带Caputo导数的分数阶微分方程的Ulam稳定性和数据相关性”,《电子》。J.资格。西奥。不同。Equ.、。,2011年第63卷,第1-10页,2011年,doi:10.14232/ejqtde.2011.1.63·Zbl 1340.34034号 ·doi:10.14232/ejqtde.2011.1.63
[15] J.R.Wang和X.Li,“一些线性分式方程的乌拉姆-黑尔稳定性的统一方法”,Mediter。数学杂志。,第13卷,第625-635页,2016年,doi:10.1007/s00009-015-0523-5·Zbl 1337.26020号 ·doi:10.1007/s00009-015-0523-5
[16] 潘彦祖、韩志汉、孙顺生和赵勇,“离散分数阶边值问题解的存在性”,摘自《抽象与应用分析》2012年,2012年,第15页,第707631条·兹比尔1244.39006
[17] S.Hilger,“Ein Maβkettenkalkül mit Anwendung auf Zentrumsmannigfaltigkeiten”,博士论文,德语,维尔茨堡,大学,1988年·Zbl 0695.34001号
[18] M.Bohner和A.Peterson,《时间尺度上的动力学方程》,马萨诸塞州波士顿,Birkhäuser Boston,Inc.,2001年·Zbl 1021.34005号
[19] M.Bohner和A.Peterson,《时间尺度上的动力学方程进展》,马萨诸塞州波士顿,Birkhäuser Boston,Inc.,2003年·Zbl 1025.34001号
[20] S.Dhama和S.Abbas,“在时间尺度上具有Stepanov-like项的中立型随机演化方程的平方几乎自守解的存在性和稳定性”,Rev.R.Acad。中国。完全是F’is。Nat.Ser公司。数学。,第113卷,第2期,第1231-1250页,2019年,doi:10.1007/s13398-018-0547-3·Zbl 1421.34061号 ·doi:10.1007/s13398-018-0547-3
[21] R.P.Agarwal、C.Wang和D.O'Regan,“时间尺度的最新发展和动力学方程的相关主题”,回忆录。不同。埃克。数学。物理。,第67卷,第131-135页,2016年·Zbl 1350.26042号
[22] R.P.Agarwal和M.Bohner,“时间尺度上的基本微积分及其应用”,结果数学。,第35卷,第1期,第3-22页,1999年,doi:10.1007/bf03322019·Zbl 0927.39003号 ·doi:10.1007/bf03322019
[23] C.Wang、R.P.Agarwal和D.O'Regan,“时间尺度上模糊向量值函数和概周期模糊向量值功能的微积分”,模糊集系统。,第375卷,第1-52页,2019年,doi:10.1016/j.fss.2018.12.008·Zbl 1423.26059号 ·doi:10.1016/j.fss.2018.12.008
[24] C.Wang和R.P.Agarwal,“由完全闭合时间尺度诱导的半群上的几乎自守函数及其在动力学方程中的应用”,离散Cont.Dyn。系统-序列号。B、 第25卷,第2期,第781页,2020年,doi:10.3934/dcdsb.2019267·Zbl 1431.34100号 ·doi:10.3934/dcdsb.2019267
[25] C.Wang、R.P.Agarwal和R.Sakthvel,“延迟脉冲随机Nicholson苍蝇时间尺度模型的概周期振荡”,Comput。申请。数学。,第37卷,第3期,第3005-3026页,2018年,doi:10.1007/s40314-017-0495-0·Zbl 1405.34067号 ·doi:10.1007/s40314-017-0495-0
[26] Y.Shen和D.He,“时间尺度上非齐次Euler-Cauchy动力学方程的一般解和Ulam稳定性”,J.Compute。分析。申请。,第26卷,第2期,第234-241页,2019年。
[27] D.R.Anderson和M.Onitsuka,“时间尺度上一阶齐次线性动力学方程的Hyers-Ulam稳定性”,Demonstr。数学。,第51卷,第1期,第198-210页,2018年,doi:10.1515/dema-2018-0018·Zbl 1401.34096号 ·doi:10.1515/dema-2018-0018
[28] 沈义勇,“时间尺度上一阶线性动力学方程的Ulam稳定性”,《数学结果》。,第72卷,第4期,第1881-1895页,2017年,doi:10.1007/s00025-017-0725-1·兹比尔1390.34247 ·doi:10.1007/s00025-017-0725-1
[29] A.Ahmadkhanlu和M.Jahanshahi,“关于时间尺度上分数阶微分方程初值问题解的存在性和唯一性”,Bull。伊朗。数学。Soc.,第38卷,第1期,第241-252页,2012年·Zbl 1279.34004号
[30] N.Benkhettou、A.Hammoudi和D.F.M.Torres,“时间尺度上分数阶Riemann-Liouville初值问题解的存在性和唯一性”,J.King Saud Univ.Sci。,第28卷,第1期,第87-92页,2016年,doi:10.1016/j.jksus.2015.08.001·doi:10.1016/j.jksus.2015.08.001
[31] N.R.O.Bastos、D.Mozyrska和D.F.M.Torres,“通过广义拉普拉斯逆变换在时间尺度上的分数导数和积分”,《国际数学杂志》。计算。,第11卷,第J11号,第1-9页,2011年。
[32] N.Benkhettou、A.M.C.Brito da Cruz和D.F.M.Torres,“任意时间尺度上的分数微积分:分数微分和分数积分”,《信号处理》。,第107卷,第230-237页,2015年,doi:10.1016/j.sigpro.2014.05.026·doi:10.1016/j.sigpro.2014.05.026
[33] V.Kumar和M.Malik,“具有非瞬时可积脉冲和时间尺度上周期边界条件的分数阶积分微分方程的存在性和稳定性”,J.King Saud Univ.Sci。,第31卷,第4期,第1311-13172019页,doi:10.1016/j.jksus.2018.10.101·doi:10.1016/j.jksus.2018.10.101
[34] V.Kumar和M.Malik,“时间尺度上具有脉冲条件的非线性隐式分数阶动力方程的存在性、唯一性和稳定性”,Nonaut。动态。系统。,第6卷,第1期,第65-8019页,doi:10.1515/msds-2019-0005·Zbl 1439.34083号 ·doi:10.1515/msds-2019-0005
[35] A.Kumar、M.Malik和R.Sakthivel,“具有非瞬时脉冲的二阶非线性微分方程的可控性”,J.Dyn。合同。系统。,第24卷,第2期,第325-342页,2018年,doi:10.1007/s10883-017-9376-5·Zbl 1391.34100号 ·doi:10.1007/s10883-017-9376-5
[36] M.Malik、A.Kumar和R.Sakthivel,“具有脉冲和偏离参数的二阶演化系统的精确和轨迹可控性”,数学。方法应用。科学。,第41卷,第11期,第4259-4272页,2018年,doi:10.1002/mma.4888·兹比尔1397.34132 ·doi:10.1002/mma.4888
[37] R.Sakthivel、N.I.Mahmudov、J.J.Nieto和J.H.Kim,“非线性脉冲积分微分系统的可控性”,Dyn。连续离散脉冲。系统。序列号。A、 第15卷,第3期,第333-343页,2008年·Zbl 1147.93010号
[38] R.Sakthivel、N.I.Mahmudov和S.G.Lee,“非线性脉冲随机系统的可控性”,《国际控制杂志》。,第82卷,第5期,第801-807页,2009年,doi:10.1080/00207170802291429·Zbl 1165.93013号 ·doi:10.1080/00207170802291429
[39] R.Sakthivel、N.I.Mahmudov和J.H.Kim,“二阶非线性脉冲微分系统的可控性”,《非线性分析》。西奥。方法应用。,第71卷,第1-2期,第45-52页,2009年,doi:10.1016/j.na2008.10.029·Zbl 1177.34080号 ·doi:10.1016/j.na.2008.10.029
[40] M.Bohner和N.Wintz,“时不变线性动态系统的可控性和可观测性”,数学。波昂。,第137卷,第2期,第149-163页,2012年,doi:10.21136/mb.2012.42861·Zbl 1265.34334号 ·doi:10.21136/mb.2012.42861
[41] M.J.Davis、I.A.Gravagne、B.J.Jackson、I.I.Marks和J.Robert,“动态线性系统的可控性、可观测性、可实现性和稳定性”,电子。J.差异。Equ.、。,2009年第37卷,第1-32页,2009年·Zbl 1161.93003号
[42] M.Malik和V.Kumar,“在时间尺度上具有脉冲的中立型微分方程的可控性”,Differ。埃克。动态。Equ.、。,2019年,doi:10.1007/s12591-019-00454-2·Zbl 1461.93037号 ·doi:10.1007/s12591-019-00454-2
[43] M.Malik和V.Kumar,“在时间尺度上具有非瞬时脉冲的Volterra积分动力学系统的存在性、稳定性和可控性结果”,IMA J.Math。合同。Inf.,第37卷,第1期,第276-299页,2020年,doi:10.1093/imamci/dnz001·Zbl 1436.93098号 ·doi:10.1093/imamci/dnz001
[44] V.Lupulescu和A.Younus,“关于一类线性脉冲动力系统在时间尺度上的可控性和可观测性”,数学。计算。型号。,第54卷,第5期,第1300-1310页,2011年,doi:10.1016/j.mcm.2011.04.001·Zbl 1228.93019号 ·doi:10.1016/j.mcm.2011.04.001
[45] M.Sambath、P.Ramesh和K.Balachandran,“分数阶三种群捕食模型的渐近行为”,《国际非线性科学杂志》。数字。刺激。,第19卷,第7-8期,第721-733页,2018年,doi:10.1515/ijnsns-2017-0273·Zbl 1461.92098号 ·doi:10.1515/ijnsnsns-2017-0273
[46] A.E.Matouk和A.A.Elsadany,“混沌分数阶GLV模型的动力学分析、稳定和离散化”,非线性动力学。,第85卷,第3期,第1597-1612页,2016年,doi:10.1007/s11071-016-2781-6·Zbl 1349.34016号 ·doi:10.1007/s11071-016-2781-6
[47] J.Park,“三种物种玩具模型中灭绝状态的多重稳定性”,《混沌、孤子与分形》,第114卷,第92-98页,2018年,doi:10.1016/J.Chaos.2018.06.021·Zbl 1415.92159号 ·doi:10.1016/j.chaos.2018.06.021
[48] Y.Yan和C.Kou,“带有时间延迟的CD4+T细胞HIV感染分数微分模型的稳定性分析”,数学。计算。模拟。,第82卷,第9期,第1572-1585页,2012年,doi:10.1016/j.matcom.2012.01.004·Zbl 1253.92037号 ·doi:10.1016/j.matcom.2012.01.004
[49] 丁彦和叶海华,“CD4+T细胞感染HIV的分数阶微分方程模型”,数学。计算。型号。,第50卷,第3-4期,第386-392页,2009年,doi:10.1016/j.cm.2009.04.019·兹比尔1185.34005 ·doi:10.1016/j.mcm.2009.04.019
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