一类非局部扩散捕食—食饵模型的行波解

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分类号:0175密级:公开:兔m少、售研究生学位论文一论文题目中文-)类非局部扩散捕食食饵模型的行波解(TravelWaveSolutionPdato-P论文题目(外文)ingsofarerreyModelwithNonlocalDispersal研宄生姓名郝玉霞学科、专业数学应用数学研宄方向微分方程与动力系统学位级别硕士导师姓名、职称李万同教授杨飞英博士论文工作起止年月2017年3月至2018年4月论文提交日期2018年4月论文答辩日期2018年5月学位授予日期2018年6月校址:甘肃省兰州市 学院:数学与统计学院学号:220150919630学生姓名:郝玉霞导师姓名:李万同学科名称?应用数学:数学一论文题目类非局部扩散捕食-:食饵模型的行波解原创性声明本人郑重声明:本人所呈交的学位论文,是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,。均已明确注明出处除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄成果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:分资日期:'关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定,同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时一,第署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容:W可以公开□不宜公开,己在学位办公室办理保密申请,解密后适用本授权书。“”一(请在以上选项内选择其中项打v)论文作者答各★师签名:名们导日期:/〇作,了,j日期:从m7 一类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解中文摘要非局部算子相较经典的Laplace算子而言,更有助于精确地描述种群在空间上的非局部作用越来越多的非局部扩散模型被用于模拟生物模型的扩散.由于行波解可以很好地,描述自然界中大量有限速度传播问题及振荡现象近年来非局部扩散生物模型行波解的,,一-研究得到了广泛的关注.本文主要讨论类非局部扩散捕食食饵模型的行波解.首先考虑捕食者与食饵采取不同的扩散策略情况下行波解的存在性与不存在性.当,利用上下解方法结合’食饵采取随机扩散捕食者采取非局部扩散时SchaudersF动点定,,理证明了当c>时系统行波解的存在性G为临界波速.同时通过基本的分析理论G),(,,一=讨论了行波解的边界渐近行为以及c&时行波解的存在性.进步对捕食者所满足的,方程进行线性化利用特征值理论证明了当0<c<G时行波解的不存在性.,其次考虑捕食者与食饵同时采取非局部扩散策略时行波解的存在性与不存在性.在,’本文中主要采用截断的方法结合Schauders不动点定理证明了行波解的存在性.同时,,,通过细致的分析证明了临界波速下行波解的存在性以及小于临界波速下行波解的不存,在性.最后比较这两种不同扩散策略的情况我们得到结论:食饵的扩散形式不影响行波,,解的存在性与不存在性.’-关键词:捕食食饵模型非局部扩散行波解Schauders不动点定理.;;;I WaveSo-TravelinglutionsofaPredatorPreModelwithyNonlocalDispersalAbstractNonlocaloperatorismorehelpfultoaccuratelydescribethenonlocalinteractionoftheoulationinthesacethantheclassicalLalaceoeratorandmoreandmoreppppp,nonlocaldiffusiveequationsisusedtomodelthedispersalofthebiologicalmodels.Sincetravelingwavescanreresentalarenumberoffinitevelocitroaationroblemsandpgyppgptheoscillationhenomenonsinnature.Inrecentearstheresearchontravelinwavepy,gsolutionsofnonlocaldiffusionbiologicalmodelhasattractedwideattention.Inthisaerpp,wemainlydiscusstravelinwavesolutionsforaclassofnonlocaldisersalredator-regpppymodel.Firstlweshallconsidertheexistenceandnon-existenceoftravelingwavesolutionsy,withdifferentdiffusionstrateiesofredatorandre.Whenthereadotstherandomgppypypdiffusionandtheredatoradotsthenonlocaldiffusiontheexistenceoftravelinwavepp,gsolutionsasc>isrovedbusintheuer-lowersolutiontechniueandtheSchaud-pygppq’dersfixeointtheoremwhereciscriticalwaveseed.Atthesametimethrouhthep(#p),gbasicanalyticaltheorywediscusstheboundarasmtoticbehavioroftravelinwave,yypgsolutionsandtheexistenceoftravelinwavesolutionswithc=c.Furthermoreweg^,linearizetheequationofthepredatorsatisfiedandprovethenon-existenceoftraveling,wavesolutionsbytheeienvaluetheor.gySecondltheexistenceandnon-existencevelinwavelillyoftrasoutonsforthenonoca,gdiffusionstrategyofredatorandreareconsidered.Incurrentaertheexistenceofppypp,travelingwavesolutionsisprovedmainlybyadoptingthetruncationmethodcombined,w’iththeSchaudersfixedointtheorem.Bcarefulanalsisweettheexistenceofpyy,gtravelingwavesolutionsofthecriticalwaveseedandthenon-existenceoftravelinwavepgII solutionswithspeedlessthanthecriticalspeed.Finallybcomarinthetwodifferentdiffusionstrateies.Weconcludethatthe,ypggdiffusionformofredoesnotaffecttheexistenceandnon-existenceoftravelinwavepygsolutions.Kewords-relNonlocaldisersalTravelinwavesolSchaud-y:Predatorpymodeution;p;g;’ersfixed-ointtheoremp.Ill 目录中文摘要IAbstractII一第章引言11.1研究背景1-1.1.1捕食食饵系统11.1.2反应扩散方程及行波解21.2本文研究的问题4-第二章不同扩散策略下捕食食饵模型的行波解72.1预备知识72.2c>c行波解的存在性9*=2.3cc波解的存在性27*行2.4行波解的不存在性32-第三章非局部扩散捕食食饵模型的行波解343.1c>c行波解的存在性35*=3.2cc行波解的存在性51*3.3行波解的不存在性54#考t献56至夂i射59 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解第一章引言1.1研究背景1-.1.1捕食食饵系统自然界中不同生物种群之间存在着一种非常有趣的既有依存又有制约关系的生存,方式:种群甲靠各种丰富的自然资源生长而种群乙则靠捕食种群甲为生生态学上将种,,--群甲称为食饵种群乙称为捕食者两者共处组成捕食食饵系统.近年来捕食食饵模,,,型在生态问题中扮演着越来越重要的角色对如何更有效地调节生物种群促进其良性发,,展有着非常重要的应用价值.因其是立足于生物的实际背景来建立模型通过对数学模型,的理论分析能在较大程度上帮助人们预测和理解生物系统的动力学行为因此对捕食-食,饵模型的数学研究就具有更重要的现实意义.另外生态关系的复杂性给研究者提供了丰,富的研究对象加之人们对生态环境问题的高度重视所以有关捕食-食饵模型的研究引,,起了广大学者的广泛关注与研究见78111315182236.,丨,,,,,,]早在二十世纪二十年代Lotka和Volterra分别引入了用于描述生物种群之间相互作,用的模型它的一般形式为,dU=Ut+t>0i=1...1.1^i(),M),,()=Lji.其中%表示第^表示种群i的本质增长率=i内i个物种的种群密度,,刃表示种群.部相互之间的密度依赖程度<用来描述不同种群间的相互作用同时符号,,%fj)%的不同决定了系统1.1中种群关系的不同.若<0则种群*和种群是竞争关系()%,%,J,其所对应的系统称为竞争系统若>0则种群Z和种群是合作关系对应的系%,,j,;统称为合作系统若<>0a#<0则种群〗和种群是捕食关系对应的系统称为捕食,;%,,-还极其广泛的出现在其他自然科学及系统.LotkaVolterm模型不只出现在生态系统中,社会领域中.由于其广泛性该模型不仅受到数学家的关注而且也引起了其他领域科学,,家的极大兴趣.1 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解1.1.2反应扩散方程及行波解早在1990年Britton他们所,,⑷把非局部和加权平均引入到反应扩散方程的研究中研究的方程含有卷积型的反应项可以同时包含和涉及时间变量t和位置变量:r的卷积项.,B一之后Gourle、ritton又进步发展了这种思想.在他们的工作之后这种含有时间和空,y,间的非局部因素类型系统的行波解和渐近波速问题得到了迅速发展且已经公开发表了,很多文章.近年来形如,=—1uxtJ*uxtuxtuxt.2t+(,)(,)(,)f((,))()的非局部扩散问题已经广泛出现在种群生态学、流行病学以及材料科学等领域并引起,越来越多研究者的兴趣可参见13519212829313339.与经典的Lalace算子相,,,,p,丨,,,]比在某些情况下非局部算子,,D=—=/J—d—1uxtJ*uxtuxtxutuxt.3[](,)(,)(,)(y)(y,)y(,)()Jr一更有助于精确地描述种群在空间上的非局部作用.例如对个生物种群来说它会在较,一一大空间范围内移动而不仅仅局限于个小范围内位于:r处的种群变化率会受到个很,大空间范围的种群移动的影响更多关于生物过程和其他领域的现象可以参看文献26,[,,25263538等.,,,]一般地我们称方程:,uxt=uxxxt+uxt1.4tf(,)(,)((,))()=-形如g;rct的解为行波解其中c为实常数称为传播速度.在非局部扩散方(),,程的研究中行波解是一个重要分支行波解可以非常好地描述自然界中很多有限速度传,:Fh:Fh播问题及振荡现象.最早关于行波解的研究可以追溯到1937年iser12对iser方程[]和KolmogorofPetrovskPiscounof17对KPP方程的研究.2001年Wu和Zou30使,y,[],[]“用单调迭代和上下解方法研究了一类一般的时滞反应扩散方程在反应项具有拟单调,”“”条件和指数拟单调条件EQM两种情形下得到连接零平衡点和正平衡点的行波解(),2 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解Ma一一的存在性.同年23进步发展上下解的方法其基本思想是:构造个具有指数衰,,丨]Banah一’减范数的c空间在此空间上找到个子集然后利用Schauders不动点定理在此,,子集中证明行波解的存在性.为了更好地阐述本文将要研究的问题我们主要介绍以下关于行波解的工作.,在1983年Dunbar9考虑了下面的捕食-食饵系统,[])=dl——Bu(xtu(xttuxtwxtt,ixx,+Au{x^)f(,(,,))())]V)1.5()wxt=dwxt—CiuxtDuxtwxtt,2xx,(,+(,)(,),()()){其中:eR4必20分别表示食饵和捕食者的扩散率A是食饵种群的固有增长率,,,,食饵种群内部服从Loistic增长率C表示捕食者的死亡率和分别表示食g,,饵和捕食者在空间:r和时间t时的种群密度.这里捕食者的功能反应函数为Hollingl型,即iJM=Dunbar分别在9和10中利用Wazewski定理以及结合Launov函数i()[][]yp和Lasalle不变原理的方法证明了系统1.5在4=0和也#0.的情形下行波解的存在性)(Dunba=-之后r11研究了具有Hollingll型功能反应函数巩㈦的捕食食饵,[]命系统uxt=duxtxtl--BHuxtwxttx+Au(,2,,,,)^^)()((())()1.6()wxt=dwxt—CwxtDHuxtwxtt,2xx,(,+2((,))(,()())){一当&=0时行波解的存在性Huan等人15进步讨论了&f0系统1.6的行波解.,g[]()接着Li18中研究了具有Holll=和Wu在lliri型功能反应函数馬㈦的捕,[]gT^食-食饵系统uxt=dUxttl--BHuxtwxtt+Au(x3(,x^,,)((,))(,),))(v)1.7()=d—tttwxtwxxxtCwx+DHuxwx.t(,)2(,)(,)3((,))(,){主要利用打靶法=、不变流行理论、Hopf分岔定理等方法讨论了系统1.7在&0时的行()波解.虽然其研究方法类似于910中的方法但是他们研究的模型更为复杂.为了简,,,[]化首先对系统1.7的变量做了适当调整最终研究了系统,,()3 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解)uxt=auxt-uxt-t(,)(,)(7(,))Ufy,|wxt=wxt-wxtt(,)xx(,)(,)+^QrlW()连接平衡点玢r0和五如购其中如==.Hsu等)的行波解购而(,)(,,_,1一一人在14中通过考虑个更般的捕食系统将其所证明结果应用到系统1.7从而得,,丨]()一-到其在也f0时行波解的存在性.关于般的捕食食饵系统的行波解还可以参考16.,丨j在2011年LinWen和Wu在22中研究了系统,,g丨]=+riV1 ̄ ̄l^(ir)a,1+^+^工8|()=d+N—e^222^a7Vi+^^+|()当=0时的行波解.在文章中他们将系统1.8写为无量纲形式对变量做了调整之,(),后分别研究了系统U=Ul-U ̄{2)AB^+U,+()ewenv^\ ̄d2,2^\tdxrA+BU+U\)***连接平衡点迅10和及??;以及连接平衡点丑00和丑>《;的行波解其中v=(,))(,),),B+^^1]1*([w=1.9当反应项为HollinIHollinll^对于系统,g或g?i乂()(p)型时Dunbar911研究了其行波解的存在性.他首先证明了〇>cj寸行波解的存在,丨]=性然后利用极限过程得到c&时行波解的存在性.而Lin等人直接利用几何方法得,一zewk到c2q时行波解的存在性他们是在个有界集合灰上利用原有的Wasi拓扑原,,理证明了系统1.9的行波解的存在性.()1.2本文研究的问题如前所述某些生物种群的扩散由于受到自然环境及个体偏好的影响不但会均匀的,,向邻近区域扩散而且会选择大范围的不均匀扩散.因此假设核函数满足以下条件:,,=—=J:〇1:函数J是股中的光滑函数满足JrJr2并且(),〇)(),⑷咖核函数J有紧支集.4 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解考虑非局部扩散捕食-食饵系统v--*u-u+rul2)(f)au,+tu+U〇()=d*v--Jv+vz.2i()7^\()目前对于非局部扩散捕食-食饵系统行波解的研究结果很少公开发表的文章可以参考,,文献27.注意到1.10为系统1.8的非局部扩散形式.记,丨]()()ab,^,u,v,———==A=B=()=trt.^}f,zkkkrk则系统1.10变为()+1--00)^(A+Bt+<pn)= ̄-+Z.^2)7.4+B0+0()取=B>1则系统1.11存在正的平衡共存态.此时假设/?>1+A+(易,),丑*1E.知系统.11有三个常数平衡解丑〇00l2mV在本文中我们分别考()(,,,),dJ)和()虑了食饵在局部及非局部扩散情形下连接常数平衡点玢1〇和丑2V的行波解,(,)(,,即c2^时行波解的存在性c<q时行波解的不存在性其中^为临界波速V=;,,22B+B+4A3lu*A+Bu*u*(/)^+^_(l)(())—V?3?*21u(/)相较系统1.8系统1.10(而言因其非局部算子的引入及系统本身的非单调性与复),()杂性使得解缺失正则性和保序性.因此系统1.10的研究更为困难.在本文中讨论了对,()一任意d2>0情形下的行波解.同时得到了系统1.10解的非平凡性和致有界性.,()本文在第二章中考虑了食饵局部扩散捕食者非局部扩散模型的行波解.证明了c>,G时行波解的存在性主要思想是:构造合适的上下解痄丛U建立Banach空间,,),(j),^一中的有界闭凸子集IV定义全连续算子:rIV使得在个很大有界区域上利,N4,一’用Schauders不动点定理然后通过做先验估计使用个极限过程得到全空间上行波解,=的存在性.同时考虑了c&时行波解的存在性及在+〇〇处解的弱渐近行为最后证明,,了当c<q时行波解的不存在性.,-在第三章中考虑了非局部扩散捕食食饵模型的行波解.证明了当c>G时行波解,5 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解的存在性以及当C<q时行波解的不存在性.特别地利用基本分析理论证明了临界波,,速行波解的存在性及在+〇〇处解的弱渐近行为.所使用的方法主要参见文献631等.丨,]6 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解第二章不同扩散策略下捕食-食饵模型的行波解2.1预备知识在本章考虑如下系统,22duxtduxt(uxt\uxtvxt(,)(,)+(})(^)(})1??22dtdxka+buxt+uxt\)(^)(^)2,1()i=dj*vXt-vXt+VXt-,2y^(、(、,)7(,))(v,!);(72、{dt\a+buxt+uxt(,)(,)J其中:rtG股20分别表示食饵和捕食者的扩散率r是食饵种群的固有增长率,,,,^表示捕食者的死亡率和〃分别表示食饵和捕食者的种群密度.核函数J满,足条件J.()为讨论方便起见记, ̄abuv,Fil=====A0^fT%X-^\^'同时把tf分别记成t;r则系统2.1变为(,,,,)作观MM=+M1_—f穹0()(_)22A))Idtdx+B(xt+(xtf(,)f(,)22()vB2Kdtrr^4+()xt+(fxtf)\(,)(,)Jra>0AB.取=>1B2.2其中20/3假设/3+A+则系统存在正的平衡,&,,f,,()共存态五2?巧其中,2***25+/^+4A3-11-uA+Bu+u*v(/)*()[()}/〇〇、==UV.,网^*Uw)=====:::令:rfw:r+d#:rfr:r+dr其中:r+dc>0为波4,(,f,f,()())()()速则系统2.2的行波方程为),(;(”1—-)+峨)(’)>2a+L|)+m(0|=-■cjv+"?A〇今[y)L(〇¥\[L)(A+Z(〇lu^))7 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解我们拟寻找系统2.4满足渐近边界行为()-=〇〇102.5(¥)()(,),()且**-<-0<fu<ulimsuu<10<liminfw<v<limsuw<liminp+〇〇(^)(^),(^)p(^)-■)oo)^+■+〇〇■)^)+〇〇^^+〇〇2.6()的正解.在平衡点10处线性化系统2.4的第二个方程可得其线性化方程为(,)(),=—V+.2.7(〇1(〇⑷()令r/+I1>+(■!)()考虑如下特征方程^V ̄ ̄ ̄= ̄d1cXz°/AcJe+-2.8(,){y)y()^la+B+1{L){)直接计算可得fc= ̄Z>〇{^),lA+B+l){dC)X=—Jy ̄yeyd-c=-〇<0Vc>0)y,,^[()(OArlJr」=aoa’AC(,)=-A<0VA>0,,ocgAC(,)2^Xy=—d00fJeVA>.y(y)y>,4'2〇入rJR易证如下引理*^=*2=.1存在c>0和A>00及c0弓丨理*使得/A*并且有,^(,),Ac*(')⑷若ce0c*则存在Ae0+〇〇使得对VAe0AAc>0.(,),〇(,](,〇],/(,).*=cec+oo则/Ac0有两个不同的实根AA满足.0<Ajc<A<⑷)若(*,),(,)1;2)A2c<A〇使得(),>〇AG0AicUA2cA〇f,(,())((),),A=/c(>){<0AGAc入。.,(i(),2())k8 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解2.2c>c,行波解的存在性引入如下连续函数^Xl^Al^r^U=1u=max01—uev=ev=max0el—Me(^)_,(^){,},,{,()},其中eaM均为正参数在稍后的讨论中将确定这些参数.同时定义^==,,%,,|6■MIn选择充分大的〇和使得匕<.念告,心本节中我们总假设c>c*且A=Aci=12.,;;()(,)引理2.2函数U满足"—心2.9娜,d,()'"==-= ̄显证明.由于100丑<0〇2.9H立2所以丑i仝则,,,,£+,()uAA+B+B+1然成立.I2.3对V足弓丨理f笋^存在充分小的e<minc*A使得函数,{,:},旦满/1__C+-2.1〇----(-)Bu()A++v?=.显然成立.证明.若f2则旦〇210,()l=1—1石=i2若fn<要使.1〇成立只需|^则丛⑷,,(),—l£1V()=- ̄ ̄ ̄ ̄--e^+^-l-^^+(V),5<<2A+Bl-ae+1-ae()()Aei^p()2ye-卜<〇.如果取^2l+充分大则以上不等式成立.证毕.■,9 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解引理2.4函数U满足da^>-d-cyy+-?2.11mm()^)[J^)l{A+^)万=¥丑=证明.因为61所以,,’而-,- ̄z令)abI2(I)5(:+h)AlCv)AlC=cAe-J^d-e- ̄"i(y)y7(/E)^(atItt)A"l?1V= ̄---eJyedyl+cX-z^{)ztIt((I)\(t))Al?=-/Ace(i,)=0.2.11成立证毕.■(),A2Al<meMl-足引理2.5假设0<win{,>max充分大,IT满2,}{,x^}^^c)rACV—d--2」yy+.12、m,()4,¥A+Z+)(u4=其中美&ln.£^念=证明.若£2&则02.12显然成立.,2,()"Al£=—〇=—若<则1eel由引理2.1ii知入<0f&,;M气;^/丄+w),直接计(()(算可得柳-減-响-m- ̄z—A+b^){)Iu^))AXrXrAl?l+ll?=cAe-MA+re^i^-—Je^yl-Me^y)d-eii]yy(())([()\)r\Jr2—―4^心明M+MeA ̄f^-^-^2rA+Blae+laeJ()()[J2M1—W^L^)=eA_^ed^--£l/J(y)v+()+^6^2rJRrrA+51—ae+1—aer()()yJ10 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解^+Me-(,---\〇\,+)+()^e^2rrA1—cre1—a+5+e|()()_yJXl^+H— ̄Jev^yd[(y)y^Jral-aeAl(l+^=(?)--M-—effAi+ric)^1+^+\(5}^^2rA+5+1rA+51-ae+1-ae()()()^JlMU”^+e-Ac^^-[/J{,U}+()()1^^2rA+B+lr+51-ae+1-ae()()()[JaaeA^)l+=Me(*nc---i+)()ffA\’A5—^—^2r++1r\A+B\ae+\cre{{()))J^2-^1alae从({)[)]<<2rA+B+lr+51-oe+1-ae{)()())\?A+(1)?,,=Me,[?c1f()+f+^e---^^\()+()B-e^-<25-e^-<2r-4+1ae+1aer+1ae+1ae[V()()J()()J^2afcre\a() ̄+-^-^2rA+51ae+1ae)rA+B+lV()()()_<Me^X+ce^f1V,+()2B1_+1_ae+(A{{^)_e,Xlr()C{+i=mA+?^/(iV,c)+e^e^||Al+m(*</A+%c+e)辛士{}<0.证毕.I取iV>定义集合u<<iv<p<u(〇m,(〇v(〇(〇,2r=■--NN<(>(eCiVM(-N=-N-N=-N>■(/(),p())([,],))uivf()(),p()(),We-NN^(,]<y22.rBanah空间CV#-##易证v是cXH中的闭凸子空间对V(G^7股,],),(K),〇)([,],),11 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解定义>N綱,^,=<^i<iv(0p(〇,I^|,-N邀(<.考虑下列初值问题///=1-_cmm+0M2U-)^)>(0(0(0((0A+B^(l)+l(〇^-2=- ̄_.13<c^jdv+z()(^)ffM(y)y)(C))yfa+^^^>(ccJ)un-N=u ̄Nvn-N=v-N()(),()(),<一.-GiViV.其中.根据常微分方程理论213存在唯解叫 ̄且叫G£(,v,V,]()(⑷(0)()"2p"2p,.iViV.’W咖G其中22.由嵌入定理可知Vae01构vGW4(,(),,:p,(,),)卜])据此我们可以定义算子尸=朽丹:rv4civiv其中,(,)(卜,,])=F=-NN^0^^e,,^,2[0,^](〇(〇,^(,][](〇(〇理2:r.弓.6算子fr丨v4v是全连续的尸rr...证证明.首先证明:对v<er#4w(K),W))w,需=-=-F- ̄F<)NNNuNvi,2f,^,{H)i)[]()()且对G-iViV有(,,]u<F<i<f<^-i,^,^20,^(〇[0](〇(0[](O(0由算子F的定义易知,==-=-=----F()iVNNF()NN.-unuN?vnvi,^,2f,v[!\{)()()[]()()()-iViV.<.下面对处G考虑朽<>由算子尸的定义可知需证M⑷仝构1,v,(,],[/,刮⑷(〇一经计算易知1是2-.4的个上解则可得iViVS1.利用的定义及(),(,],引理2.3可知-^-i-^(0(00(0(^(0)+A+12 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解)<c--.1-.+^(〇^(01(0(!(〇)A+1+1<C--u1-u+^^(〇^((0)(0(0(〇<0.-iV=-iV-iViV因为构vG由比较原理可得丛.可(M对v于是)(),e(,],⑷仝构v⑷,得丛1GiViV.利用引理2.42.5可得(0仝叫v⑷仝,呢卜,]同理,和引理,综上所述尸:rv4rw.,最后证明f是全连续的.首先证明^是连续的直接计算可得,,c^+N)uN=u-N+v!-Nexpdr(0()f()]JNcr(^)-+exp-0r1mt+MTdTdrh[[()(())()4、JnJnLA+Br+rrn)()」2.14()=,-iVex-ld+z-d-MO()p2|^[A+^}lnr{{)))}d]2r1a()\12ff(,f()+-eX-P执rL\rA+释l)瑜J卞其中N*/〇〇TV+p ̄ ̄Nd/- ̄NJ+Jr(d+/Jr(d.(VvM)y(]y)p(y)y(]y)p()y/OOJNJN对v扣....erv有(,奶,如(,内,()())()())gv-9v\Vl()^()\N+〇〇广Jv ̄yv-vdy+J-N-Nd(vy)(M)M)y/()(M)M)))NJNN+〇〇广Jv--dJ-N-Ndyvyy+(vy)(M)M))v()(M)M))//NJN-<2maxlip^yi.)p2(y)\eNNy[,]13 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解于是.由F的定义结合方程2.14和2.15可得厂的连续性.现在证,办关于^是连续的,()(),明厂是紧的.由于^1--url-ur^N]N]|(〇((〇){)(())\22=--^(〇ununt+ut|(^){])n{])\^un—Un+m—M\(〇(v)\Iat(0Ar(^)l<u-ur+u-uru+rnN]N^N]N^uN]\(0()\\()()\\()()\=-muNrl+m+mtv]tvtv^|(〇()\(|(〇()I)<3^-uNr(〇|(])\且2unvnut]vnt](0(0n()()B22A+un+unA+Bun(j+u((C)(C)])nj])< ̄^-VAfNV,I(0()\,2\AABRuH(-++un〇〇(:)N()LNN,[]从而由标准椭圆估计.综上可知F是全连续的.证毕.■、嵌入定理可得算子F是紧的,定理2.7算子尸在IV中存在不动点...证明.由IV的定义IBanach空间中的有界闭凸集因此由引理26及,易知V是’Schauders不动点定理可知存在GIV使得,=vG ̄NN(^(0,^(0)e[,]I为了得到系统2.4行波解的存在性需要对做出先验估计.为了书写(),??-方便不妨将 ̄.写为(心((,(40,☆())),))^^定义2iViV=iViViMk连续.8CmeCM和Y均Lsc且f;卜,]){f;卜,])|p}'^lr—\\uxuI{(/yjii/\iii/\ii/\i11=xx^^工maxmxx.〇.+ma(+maIK)11([仏叫)|()|)|—;rG7V7V;rG7V7Vxennx[][],y[,],,y\\工^y14 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解—引理2.9存在常数CA0使得对ViV>(〇>,&有'-,N11N3<C<.M^(.Cfff^^llA()llc(AA(),||)||〇()[,])([,])...;证明.由定理27知mi丨两足,(tv(),7v())f=--cuN+uNlnN2.16(0<(0(0((0)Bz()A+un+u(^)n(^)且’=--—2⑶此+.17)y滅y—,()今)),A+Bluj,{Z(ii(〇其中vnN>N(),^,v=n<v<iV(0N^,,()U|-N破<.),(21#由嵌入定理可知对某01叫vGW-TVTV4C-TVTV由于G-TVTV时(,),气,)[,],f[,],〇=—TV_tv〇--心⑷心所以.对2.16式从TV到G7V7V积分有^(),4()^()f[,], ̄-———u+—cuUNn^n]^(0Tvl((〇())2.182\()u(tvt(n)^{) ̄^1—t— ̄ ̄ ̄^r+unun*()(())/x/TzT(AButt\)JN\+n+u{)n{)J上式等价于’’U-U-N=cun-UN ̄NN、0N、){、C)iy)2'19()T)--drUN.(LBz2「(A++funHt+unt)JN\()n()J由2.18可得() ̄ ̄ ̄^r1—tdTuu^Au-+^nn(^)—n()/()(())JN即'>-N-r1-tdrufuNun.^(0n()()(())JN15 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解同时由2.19可得,()',,^ ̄^—-N^Tuu+cunu+f-n(0^n()((〇n())zAIj\\2\JNA+But+(tn(un())因为<+^1-^+K(OI1^(01(〇((0)ABuz+n+u(QN(^)所以存在常数C^iV>0使得构<CiV.,),vIIlhM^)jAAfl由于存在某iViV=maxle使得处G—iViV010<〇仝构v⑷仝(){,},[,],,AAfl巧v⑷Se,因此= ̄--VNd_zyy+1^(01)(〇]n2z)AIcr[crA_+_BuN+uJR(^)N(^)++- ̄z-K(〇t^i:K(〇i^a+bZ(Hu%(〇…<^M(剛je^+^+/(,)crJRcrcr…以,()剛j_^mieydJyy+.[i)crJcrR艮P存在某个正常数CiV使得 ̄cl<〇#.从而有,J),||||()(卜-iv-^<^.2.20(^)K(〇li()ie^|()由(2.17有)<—JvN--vNd-/JvNr--vNrdI(y)[(^y)(〇]y(y)[(]y)(])]yrJrJr22VauvTnfNN(j]/au]\(〇(Q)N()ZZ2B2rA+Bun+ur+un(u(\(^)n(^))j])+Nj]))^+—<Jvvn ̄d-JvNi-d-vNryyy]yy+][()(^)[()()()\rJkJkr2?unvnur]vNr](0(QN()()+B22rA+un+unA+Bun(j]+u(j](^)(^))n)C?Zd2+2=—-_:VHvv.i2Hsiiiyyy16 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解由假设(J)知核函数J是Lipschitz连续的取L为Lischitz常数同时由于J具有紧支,p;集设J的支集半径为i?则有,,p\R\RfV=JvN ̄d-/JvNr-diy^yyy]yy()()()()JRJR=-vd- ̄JN/JrvNd/{^,y){y)y(]y)(y)yJMJrjR=vd- ̄yNyy/jrvNd){)(]y)(y)y/JJrRrRj+jrrRj++J--J ̄vNd^yvyyy/[()()]()J^R<2j〇〇a^a^—+J——J—^Nd||||l〇()|^^\j[(^,y)(vy)](y)yJ^Rrr+Rj+J--J-vNd[(^y)(vy)](y)y/JRq<4JL〇〇iViV+2RLNN-(〇〇||||()())V\且22VNUVN7U7(〇N(^)(])N(])y〇=—A22+Bun+uA+Bunt+ur(^)n(^)(])N(])ABu--+pj)+uN{)〇〇{L于是对eHviv存在常数4#>0使得K⑷-4iv-,,],()冰(训s(攸办因此存在常数CA>0且当iV>时有,(〇,'',i;11^N-Afc-Ar-ll()ll(^()[])一进步对2.16两边求导可得^^c^v<CiV.证毕.■,()IIIIhw()iV使得对VAiV>-A选取正的递增数列{fce;GN:4+〇〇时Uivfc馬4,6且当,-+〇〇.对每个c>c当GAiV时都存在叫erW满足引理2.9及方*,f^fc,fc[](2-程.16和2.17.根据引理2.9中的估计及ArzelaAscoli定理按照对角线法则选取子()(),■列使得在K中当爪—^meN^+⑴时有^其,fc)},dc(),,m中(mj)GC^R).由核函数J⑷的假设,利用Lebesgue控制收敛定理有-=-ldd.imJyvN^yyJvGMyyy,[()()()^)[m^+°°JrJr17 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解;万.;容易证明M1;满足系统2.4且M仝11从而易得M1满(,2仝,,)()丛⑷仝(f)(f)⑷仝⑷()——=足〇〇i;oo10.(《(),())(,)引理2.10函数M和在股中是非平凡的且满足,0<w<1r>0.,-IR;>0.;>0.证明.首先证明在中t由立的定义当eooi所以只需证,f(乂2)时,,一=明当eG〇〇时>0.相反地假设存在个实数G00使得咐。〇.因匕2,),,[6,),)0=0—=为在股中〇.由2.4的第二个方程可知对VeR2,所以(),y,<〇y)=〇这说明w三〇这与当<时w>〇矛盾.<63),,£6,=<1IR下面证明M.假设存在某实数&G使得M1则M在&处取得最大值,&),,,('一所以M=0,仝0.又因为<&>0所以由2.4的第个方程可得)(&),(&),()”(0=-+1-*—⑶峨)(D)_2^4+】此^⑶=樣-)A4B++1<〇,矛盾.±c±V±li=0.最后证明在股中M>.令1A定义集合,,|2r=uveCmm:?<?<i<^<^.{(,^,)(,)(〇(〇(0(0(〇}2对vmer定义算子尸朽巧:r4cR股其中)(,W,(,(,),+A^sA<^s<-'^F^=——fmHdutineeiuvssi(,){\}(,)(),十一入入且2?^TT2"、(0(0,,,、&、H=--a+lu?-1{){〇(〇B2Au++u{〇{〇’由Schauders不动点定理易得朽在r中有不动点.如果存在GR使得m=0则&s,(6),由算子朽的定义可得在股中MO三〇.由此可得矛盾引理得证.■,18 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解引理2.11存在正实数iV使得,V-^-dNJyy<<NvGM.[{)^,,eJr^^(0(0==证明.令冰因为〇满足)^§,/CW=V ̄ ̄Vd—(〇Ay)[^V{〇]y+,)5^L^a++^(^〇(〇9则有-=--^dy-^^—-—I(0fAyff^2crJRv(^)crcrA+Bu{^)+u{^)crv^ds-^1ff--^ ̄J(vy)et^dvu+{)cricrA+Bu+u(〇^)sds、4Je讀、d-(y)y卜fcrJR取==ex+^心.直接计算可得p告及p<Jcf⑷{}v^L=+uL>JendL.2.21\〇(^(〇)(〇p[{y)y{〇()Jr=于是是非减的且limL0.令rQ为J的紧支集的半径由J知r>0.因,,(〇,()Q¥40002r-此存在r*>使得<r.对2.21两边从〇〇到积分可得*,,Q()fvL>Jefr^dLxdxpyy(〇()()f[J〇〇^V— ̄PJeLxdxd[{y)(y)y[JEJcom>pJefLx-dxdf{y)(y)yJrJ」之r\m>reL-r-dpJ.*y*yy[()(^)Jr因此 ̄ ̄y^)1Jyedy<.2.22f{)^(pn)()2-另外对.21的两边从n到积分得(,)ffvfr^L-L->JedLxdxn(〇(e)pf[(y)y()JJm^.19 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解^v——PJyeLxdxdyy[{)()[JrJgr*r2r^>Je^L--dpn/(y)(^ny)yJoor2r^>Je^dL+n.pn/(y)y(^)JOO因为2r*<r〇>0同时定义,办,0’*"JetvdPr*I:=(y)y则对VG股有fL^+n)<S〇m,(2.23)又因为^J-d=Jy-d(y)y^y,[j^[^L^Jr咐Jr){〇则由2.22和2.23可得()()+〇°VJ-^d=e^-d+fJe^--d^y)TyAy)^Jy(y)yJ/r咐^)JfooL{I〇^Jo^Li0^°°Liy)<J(y)#dy+J(y)Wdyfmj:〇°°L ̄r ̄^*y)<^^S〇Jed+Jed(y)y{y)yJL{£xr+oo<—+J#d.(y)y/pr*J〇另外由于,+剛,宇^rkr引理得证.■引理2.12选择qec1c2其中0<q<c2.取cfcMfci;fc}是系统2.4以c为[;],{,,(){j一一波速的列行波解如果存在列——A—使得当A:^+〇〇时%(^)^+〇〇则当:^,{^},,,—?0+00>.时,20 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解一 ̄ ̄证明.假设存在列及某实数e>〇使得当&^时^+°°{,,,一e.因为在股中0<叫<10由2.4的第个方程及引理2.9存叫(602处>(知,,),在况iV>0使得,S况iV且(),()1+專)<VGM.4,^(0匚1因此对VA:GN存在正实数r使得,,u^G—rk[^k^k}^{C)T=■2.11AM其中由引理知存在某个不依赖于:的正数GK使得o<21+(^))g||M丨.J对VA贝;GN有〇=缓expCy…}—A——A因为当;^+〇〇时1^^+〇〇则当;^+〇〇时,(心;),MT>〇mevcx).inwfck^k+(〇()CeKfeT:Cfe]一因此由2.4的第个方程知当A;4+〇〇时,(),11-',、Jf—iV-i(f——maxu<mnv^oo.)—{i1+1;k)KKfc]cA)cA+5+八2(ff)=取M则存在某个知>0使得VA;2知时,有¥,'—G—ruMk-(0—,kk,[^,^]1VA—10因为在股中叫<由上面不等式知;2这与VeR叫⑷2矛,,知,叫⑷)S,f,盾.证毕.I1==贝l.引理2.13如^;+〇〇im〇果limsuJ+〇p,(f)^+oo^+oo一==证明.假设limsupr+〇〇liminfr<+〇〇则存在列仏当A:4⑷,⑷,},〇〇^+〇〇^+一=l.可以假设VA1.+〇〇时4+〇〇使得imrr一不失般性:GNr+,心,匕),,(匕)¥(k^+oo21 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解==AGN取某个G;max1;.;;使得!因为limsupi对每个:l%),%[匕乂奸],(⑷⑷Kfc^fcl+]〇〇^+mri。==+〇〇所以limi;+〇〇.记叫su假设i;21;+le其(,(%)pl^^l,(%)),k^+cogeM■-l中为J的紧支集的半径.如果r贝R%仝o,jU|kfdsmmri(Vki—^^Y<\\〇ee<e'咐一一)--Gr+rt;t;+1.因此r+rC.根这说明Vf[%。,%。],⑷2,[%。,%。](匕乂fc+1)据2.4的第二个方程我们有(),== ̄°cvJr ̄ ̄vd+z^k){yM]ky){Vk)]y7^a+Buui{IIh^))2(aurHVk)(]k)\〈'—2r\A+Bu{rjk)+u(r]k))2.24()=因为lim+〇〇由引理2.12知当fc4+oo时m%40.因此由不等式2.24<%),,,()()fc^OO+=―^0得到0ci/<之<.■矛盾(%)^5.一=引理2.1407假设c>0是个连续函数且满足B±oo:limB.令2⑷/,()()⑷H〇〇士在M中是一致连续的有界可测函数满足,V^ds=^.d+B.(〇[m^ty{〇Jr士=则//:limz存在且是如下特征方程(f)>士〇〇i=fy=cifJed+B±ooi12fi(yy(),,)Jr的实根.引理2.15r⑷在M中有界.==;.1;+〇〇.由引理2.13知2.12可证明假设1丨1113叩(^1丨1111(+〇〇同时由引理)^),^+oo^+oo=知limM0.取由2.4的第二个方程有,,⑷()4¥+00a-z-2.25A()+B:lu{i〇m)22 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解(=因为1丨111^0由引理2.14可得1丨111〇;存在且彳两足(^),(^)400^¥^+〇〇+X—yd-l---=0([J(yeycA.2.26()))rr\Jr)令X2y=ed——c9XCJyyX.[,)f()r\Jr/r通过计算可知-g0c=-<〇(,),r一<〇竽,=A02Xy=Jed0.(y)yy>2〇XrJR2因此.26有唯个正的实根A*.0且lim〇〇所以limw⑷2(因为〇)〇+,¥4+00^^+〇〇一=0.2.14可得A.由的惟性及引理limW⑷*^+〇〇Al<由于在股中仝eAiA2是方程,⑷t---=02cA+.277(咖、()(//9^的两个实根.因为X」—Jyeydy-i)-c\ ̄-=<〇([()B:,r\JKJrrA++1=所以A2SA#.由于lim则存在某个实数&充分大使得对任意的2&有,4,^+〇〇响?&.Al£■=7..证毕.其中(为正常数.但是这与e矛盾因此uK有界■)引理2.16infKM>0成立.°°(-==IR0<M<11.相反地假设infKM0证明.因为函数MG7且在中M〇〇,(),,一则存在列收敛到+〇〇且当&4+〇〇时4〇.又因为MG和都是有界,,46023 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解/rzela-Ascoli定理的且已经证明⑷和i的由A可选取子列使得当A;4,,,⑷也是有界00=+〇〇时砌⑷+及讥⑷:+在C^中收敛到非负函数I^eC.,咐6〇c,±=类似引理2.10令a>1A定义集合,,2r=uveCMM:?<?<1<^<^.{(,)(,)(〇(〇,(0(〇}尸2对vmer定义算子朽丹:r4cR股其中(,W,(,)(,),+AsA(£)(HFuv=——fminee历s心i(,){,}(M,(),十入一入JlR且uvrr\〇(〇___ ̄^-1(〇A^+Bu+u(〇(〇’=由Schauders不动点定理易得r中有不动点.由于M〇〇00则由算子朽的定义朽在(),三0—=可得在IR中M.这与M〇〇1矛盾引理得证.I⑷(),2...17存在e>0ecC0<C24的解满弓丨理使得Vc1其中q仝系统;2,2,[]()足0<m<1t;>0.如果对VG股有t;<£则V⑷>0.,f,⑷,一=证明.假设不存在这样的对列实数Cfc}GCc系统2.4以c为q即{[l,2],()一波速的解叫%)满足0<叫<1叫>0且存在列实数使得当A;4+〇〇时(,,{匕}, ̄叫〇且GN0.匕)^,仝(一不妨假设VA=0.抽取.:GN个子列假设当A:4+〇〇时Cfc4c〇〇ec1c2,&,,[;]由引理2.11可知系统2.4以Qec1c2C0+〇〇为波速的解所满足的序,()[;](,)°°D股.>0A.列在1中有界从而存在常数使得V;GNGR{}(),,f,K(〇#|仝⑷+一因为fc4+〇〇时0则当fc4+〇〇时处在M中局部致收敛于0.因而处㈧4,,,,一AIR0.当:4+〇〇时^在中局部致收敛于,4由于c时0m11;=0且14和抽取子列使得当波速为<局部有界,,〇〇,S〇〇S,〇〇=l-0^M?〇〇VgM.2.28〇〇^(04(0+(0((0),^()=——■—令〇;infit且选取头数列<使得当?7i^+〇〇时it<)a.^3m^+〇〇时uoo{jm},oo(jm),抽取子列函数+W在C^R中收敛到函数<>使得在M中有,)()/〇〇,'=-=C1a<X<1〇??oo+0〇〇D3〇^ooiO0^(00〇〇(O((O),0C,0C()24 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解显然o=0并且〇20因此KO1―〇<0则L由《的定义,C()C(),MK)),与M〇〇仝1可以推出■=^〇〇1GM.(0,°°=.对VA;eN及eR令必因为在LR中有界且正函数必局部£,(0g{}(),{§货有界.因此函数,VVk(0k(Q■/—_——.f(/(£)^M(0)V〇k()MO局部有界.另外满足,办-+ ̄z邊)(祕L碰亨a+b+u(//){Z〇K〇)2^k2aAuk+Bau+(〇(^)k^)2rA+Buk+u((〇k(〇f?-由于Mfc在C中有界由上式可知.由ArzelaAscoli定理同上{]^e(X),柯⑷也局部有界,抽取子列使得正函数#⑷在中收敛到也〇⑷且⑷满足必⑷=——c〇〇"分。〇+.2.29K0%)分。〇(£1)咖⑷:()f乂5+1()^+一RA=1.这里用到事实对处G当;4+〇〇时叫⑷4进步我们断言对处G,,,,R>0.否则股使得分=0=02.29可假设存在^G〇〇并且£由,也〇幻,(匕)(匕),()GM—==0三0=知V〇〇这说明.这与01矛盾.因)〇〇(0〇〇〇〇,y,分(^y)必^),必分()此处GR>0.,K0=连续函数^:^满足<oopVfwsdS{)=id-x ̄c〇〇^Je+z-2.30(0^y)y()7/^a+b+1(){)±±=由引理2.14知当±oo时存在.记w±oox则/x满足,f4,()/,±"V ̄ ̄=Jed+ziy)y,7I^aT^TT(〇()士士且八GM.因为>2,所以">0.从而^0在±〇〇处是正的,对(2.30)两边求导可得1’^=—.——dc〇〇wJ⑴⑴.2.3i(0[(y)(Hy)(Cf)y()W^JRWoosJI25 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解=—=G处取得最小值0.2.31G如果〇;在则〇/⑷于是由可得对VyIR£,,y,())自然地>—0info;min〇joc〇;+〇〇>.{();()}M=>所以在股中私>0因此lim0lim且当A;充分大时<0o,処()^uk^(){)k^+ook^+oo0这与VA;GN0<0矛盾.因此存在e>0使得vGM当<6时>0.,,4(),,e<〇,I下面给出本节最重要的结果.,定理2.18假设(J)成立,令B21,对任意的〇>q,系统(2.4)存在满足渐近边界条件2.5和2.6的非负有界行波解公5且满足0<公<16>0.⑷,(〇),,()()(证明.由引理2.17及在M中6的正性可知,liminf5>0.2.32(〇()B+oo我们断言,limsupu<1.2.33(^)()BOO+相反地假设存在实数列收敛到+〇〇使得当+〇〇时41.抽取子列,£4,,,{&}耐60A:=:=2.4当;4+〇〇时函数叫⑷t+在中收敛到,^+6)和处⑷呢60()一的非负解t和I.进步由引理2.16和2.32可知0<M<1^>0.(因,),〇c,一==为M〇〇01所以<000仝0.由方程2.4的第个方程知(),(),<()()-0=?〇=?0+?01-?0-〇〇〇〇U)〇〇()()(())JTB^Jof^UO)0)=〇-<〇(.()三,矛盾.因此2.33成立.()下面证明,**--<<-<<liminfuulimsuuliminf{;vlimsuu.2.34(^)p(^),(^)p(^)()^00〇〇+〇〇^+〇〇^++^26 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解,令u=limsuuv=liminf5v=limsu5.由2.32+p(^);(^);+p(^)(),g>+oo>+oo¥>+〇〇gg^+oo2.33及引理2.15可知()0<<10<<i;oc.,+<一〇〇A.=考虑列收敛到+的序列当:4+〇〇时4r+抽取子列函数叫化:丨,,)=+叫:+在C^R中收敛到2.4的有界解M〇〇e01”〇〇>〇.进峨60,(0呢60C()()(,),一===-0<1步<1;0maxw〇〇.100且1;00.〇〇因此〇〇贝J,叫(),4>()]()^〇〇^〇〇〇()L()(z\>〇.-r+〇+〇UK)<()J即m〇L()-=i>'_-A+-BUooO+?^0a(3()()所以2BB--+a-+4A/31r^/()*=h>—=u+msupMu.(^)一丄C^+oo)类似地我们可得=liminfV.同样考虑序列CJ收敛到+〇〇使得当4,可Gs,I,HOO++〇〇时公4同上抽取子序列使得函数么⑷:=+《:=+,(心),),#⑷一==2.4).)在(G01进0<(0CC^中收敛到的有界解>0步/0cW()/〇〇(,),也〇,/〇〇()=mint.因此00且〇2〇.则,1()C()M2?〇^〇〇(),n^、-uilu\<0.v72 ̄A+Bu+u22*1虹u1v(脾+〇)]()[+⑷]因为0<[¥Y且B10=V2所以么〇2^,,()广乂,==由此可得叫limsup^类似可得iliminf2.34成立所以定f)2,,则(),^+°°^+oo理得证.■2=.3cc彳T#波解的存在性一本节中讨论当c=c时系统2.4行波解的存在性.考虑列单调递减序列c*,,(){j使A—■—cc.得对母个GN〇**+1并且当;>+〇〇时yc*;G〇;,(,,]27 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解2.在.2节中已经证明了系统2.4以为波速的行波解叫%的存在性为了得到()(,)一可以通过令A.波速为G时行波解的存在性:4+〇〇对Q取极限得到进步由于系,,=2.4A.2.4统的下解依赖于且当:4+〇〇时是衰减的因此需证当c&时系统(的(),,)-解叫叫〇〇处的收敛性及非平凡性.)在(,引理2.19对任意的〇>c*,系统(2.4存在满足渐近边界条件2.5和2.6的非负)()()公0一如果公有界行波解且在股中满足<公<16>0.进步+〇〇(⑷),⑷,⑷,()或5+〇〇存在,则£i+oo和6+〇〇都存在且满足()()()**=£cx).t+cx)w+uv((),())(,)/=lim公2.332.340<=V<1.证明.首先假设则由和知/考⑷存在,()(),^+〇〇一==虑收敛到+〇〇的序列抽取个子序列使得函数心⑷:+:+,峨60,M==60在中收敛到‘^v及%〇满足*21(叫(刺)==因此If.由于极限不依赖于序列仪J的选取则可推出,,*=l.imvB+oo同理假设L=lim6则由2.322.340<L=V.(和(知对任意收⑷存在,)),^+〇〇一==敛到+〇〇的序列仏J抽取个子序列使得函数⑷:+4⑷:+,,峨^),60在W中收敛到‘和1v以致于2V秦)-^-=0GMV.(,^B-“24r+Uoo+u〇〇)()2B+V”从而‘==V.因为极限不依赖于序列的选取从而可得g/,"'=limSu.(^)^+〇〇="="因此如果极限/limSLlim6limSlim6,⑷或者⑷存在,则⑷和⑷都¥4400400400+00¥+¥+¥+=存在且6+〇〇0〇〇V..I+证毕((,?))())28 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解引理2.20liminfi;fcL〇〇M>0.||||(:)k^+oo一A〇〇证明.假设引理不成立那么我们抽取列子列使得当:4+〇〇时叫4,,IIiuw0.因为对每个A:GNCfcec*c*+lC0+〇〇由引理2.17知对任意充分大的A:,(,](,),,,在股中%>0.因为叫是有界的所以对任意充分大的A;lim处+〇〇在股中是存在的.,,()2.19A由于取叫满足引理中的假设从而对任意充分大的:有(,),***2l-uA+Bu+m()(()),、*n*u=l;〇〇.I这与imifcLM0矛盾引理得证,||||()引理2.21limsupi;fc〇〇<+〇〇.||||LM()k^+oo一〇〇.证明.假设引理不成立那么抽取列子列使得当A:4+〇〇时叫4+〇〇对,,IIiuw每个A:eN由于叫在股中是正的且有界所以存在e股使得,,-°°wfe21叫lm.2.35)"||()()(&+丨)特别地A:4叫仏〇〇.自然地当A:4+〇〇时以Qecc+1为当+〇〇时)4+**,,,,(,]一波速满足系统2.4的函数叫化+在股中局部致地收敛到+〇〇.因此由引理2.12可()一一=.知当A;4+〇〇时:+在股中局部致地收敛到0进步对任意,,,如⑷的A;GNeM有,e,——dJyvkiyyvk-^(0—[{){){〇rcCrkJRk因为叫是正的则由引理2.11可知函咖在股中是全局有界的且不依赖,A..于:因此存在常数C>0使得吣⑷,仝⑷I由序列在M中的有界性可得{盖},側=A.不依赖于:且局部有界函数也满足;〇〇,= ̄ ̄-〇,Jd+zkikiy)my)yM0,^(L)^(a+Zi+^i)29 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解一-正函数#在股中局部因此函数処也是局部有界的.由AzelaAscoli定理致收敛抽,,一.步A取子列使其收敛到非负连续函数分〇〇进从上面的方程及当;4+〇〇时在股中,,么一股中一局部致收敛于0可知函数致收敛.因此函数必在C^也局部(R)中收敛,処在到必〇〇并且函数分〇〇满足'=——d—^―2c^ooyi〇〇\.36)yp(^),()([rr\Jr/一贝WGCR.进步是非负的且K〇=lim0=1类似引理2.17的证明oo,分〇〇)★(),I)fc^OO+2.可得方程.36的解〇〇在M中是正的,()分<<最终对每个GM由2.35知+wfeLoo1+处即对每;,f,()&)llll(心),(用(|)eM及l<A<1<1.0=1个;eN有#⑷+由此对每个eR〇因为分〇〇f(,,f,也的),士0处取得全局最大值则<〇=〇由2.36所以分〇〇在(知,〇(),)」—〇=J-#咖-1<〇(/(y)K)))rr\Jr/矛盾.IB=2.4定理2.22假设J成立且21当cc*时系统(存在满足,,)()0<<10<t;<vVGM,^,,(〇一的非负有界行波解m.进步满足((〇,咐)),卜⑷M0)=limmw10((〇,(〇)(,),OO且"*'<,,0<f<uli<10<liminf^<^<limsuu<.liminumsuu+〇〇(^)p(^),(^)p(^)^00〇〇+〇〇^+^〇〇^++证明.由引理2.17知对vGR存在e>0使得当e时#⑷>0且对每,e,0(0s,个2.4以Cfcecc为波速满足0<<10<分<U的解假设1;2¥,(也分),()[]2—約*d,+⑷]=0〈….2.37()30 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解由引理2.20以及2.4以q为波速的解叫叫的正性可以假设()(,),0<e<infw〇〇.||fc||L(M)v;ken从而对每个A-=00:GN因为叫〇〇且处>所以对于G股有(,),记==UU+VVk.kk^^k),k(^)(^+^k)(〇(°°2.21可LR0<<1且当A由引理知序列4在中是有界的因为在股中k;4+〇〇,{}(),时&4c*>0.因此抽取子序列使得函数h和4在C^R中收敛到2.4的以c*为,,c()()一=波速的解t;.进步在股中0仝m仝120且<0e>0.,,)=下面证明cG时mj的及m在±〇〇处的边界行为.首先证明,,)是非平凡(j)(==0..可在股中>.不妨假设存在fe股使得0则V0由方程24,r),(()=得对VGR=〇因此可得r三〇.这与<〇e>0矛盾从而在股中r>0.y,W,),由的正性及引理2.10的证明知在股中0<m<1.-=-其次证明%〇〇处的边界行为.由上述e的选择及<0e可得在〇〇0中,0在),(,],(^/>0.特别地1=1丨111^;存在且1£06.假设1>0同引理2.19的证明,(〇[,],4¥00B+43^1^——=01=—=可证.MOO存在且MOO£类似地可得1WOO(,),()()()2l(j^^2iuA+Bu+u(n((n)==L<e一=2.37L=尽管如此与矛盾因此〇〇,,()()一0-==.进步对任意收敛到〇〇的序列叫:+和叫⑷:+,仏},函数⑷吨&)咐一在中收敛抽取个子列使其收敛到K〇0对于2.36以。〇〇=c为波速的ffc),,),()*=解0sM〇〇s1类似引理2.17的证明可证得在股中Moo1因为极限不依赖序列的,,{&}选择所以我们可以得到lim存在且,^?〇〇^―=1^0〇.()2=最后证明.4的解在+〇〇处的渐近边界条件.如同引理2.16的证明可以证明C(),时02.17及2.32;>02.33=〇丨11£^>由引理式有1丨111丨11£^同时由(同理可证〇^,()(^),)M^+〇〇31 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解Olimsum<1类似定理2.18的证明可以得到k时p⑷,^+〇〇*',liminfu<<limsuuliminf^<^<limsu^.(^)p(^);(^)p(^)^+oo〇〇^+oooo^+^+定理得证.■2.4行波解的不存在性本节中给出行波解不存在性的讨论.,定理2.23对任意满足0<c<q的波速c系统2.4都不存在非负非平凡且满足边,()界条件(2.5的行波解.)证明.相反地假设系统(2.4存在满足边界条件2.5的非负有界行波解,)()则由2.4的第二个方程及函数M⑷的非负性可得处G股(),?rvr(^(0\JK))12.11可.A同时由引理知允J咖和有界现在考虑序列使得当:4+〇〇时,纖,{匕},-{6J收敛到〇〇.函数列=:是局部有界的并且死GR其满足方程+()=-d-—J.^(0(y)my)y2^(/E1)+气〇+心:(测4一-=1-由于moo因此可知函数⑷也局部有界.根据ArzelaAscoli定理抽取个子(),,列使得函数%在CR)中收敛到函数¥.函数¥在IR满足^e〇;〇〇〇〇¥=¥ ̄d ̄¥ ̄c"Joo〇°+z'(y)(ey)y:^I+b+i(){a)一进步在股中¥20且¥0=1.类似引理2.17的证明易得在股中¥>0.,〇〇〇〇(),〇〇令&00⑷=蚁')¥〇〇(032 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解贝1J屯⑷满足i咐=-iMr、+VG.娜)7⑷e,//*()4因为Z>0由引理2.14可得lim屯±〇〇在股中存在且是方程,()c="Vd ̄- ̄/iJyey+z{)^(L^aVWT10{)的正实根.由引理2.1可知当0<c<g时对所有的A>0/Ac>0.这与上式矛盾,,,(,),证毕.I33 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解第三章非局部扩散捕食-食饵模型的行波解本章考虑系统2.1中食饵非局部扩散的情形即系统();,2du(xt...u(xt\u(xtv(xt,T,\、)),),,),、y;、’"72dtka+buxt+uxtVJ(,)(,)2dv(xt....au(xt\),T),(,-=d*v--2JXtvXt+vXt-■((,)(,))(,)2{^[a+HX}t)+u{X}t))3.1()与第二章类似令,ab,^tutv,A=B===t=rL小外,p卩&'记成为了方便将tt则代入系统3.1可得()()=+1--0)0(0)A+B2,||<^+t)32|()=*一_ZJ■2甓,(分分)+?.4+B0+0j()=于是将寻找系统3.1的行波解转化为寻找系统3.2的行波解.令+&,()())===;;..m;ri;r+d1其中;r+c>0为波速可得系统32的行波方⑷,4(,勿()⑷,f味()程,cu=Ju ̄d ̄M+1'U ̄M(0((〇(y)^V)y(0{0)B7/A+u^fu^y()|(=-- ̄⑷咐?咐+z'崎))1令(//)呼G+;)%〇)3.3()我们拟寻找系统3.3满足如下边界行为的非负有界解:()-oo=W103.4)(()(,)()且"*0'<<,<<,<liminfuulimsuu<10<liminf^^limsuu<+〇〇(^)p(^),(^)p(^),^+oo〇〇^+oooo^+^+3.5()*其中m、V如2.3式给出.()34 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解3.1c>c,行波解的存在性引入如下连续函数Al??=1^=e(0,(0,e^l-ae0>f,^f,^6,M==(〇娘){{^^〇el-Me<[,{(),e6,其中6=In=In选择充分大的风使得6<.这里e从均|5,6告,6,%念一为正参数在稍后的讨论中将进步对这些参数做限制.,定义X=—yd——AAcJecA.(,){y)y直接计算可得Xy=―-^-=-'Jdc〇<〇.([(y)(y)y给9^]rJKJA=\A=〇0=由于A0c0所以存在某个X>0使得AXc<0.(,),,(,)引理3.1函数U满足'>-d---cuJuu+ulu.3.6(y)(^y)y(()_2()^^^A+证明.由于U=l立20所以20则(3.6显然成立.■,,射,)]引理3.2假设0<e<min3vA及cr>maxl充分大对V{,:}{,},f异AcA+B+1(^)()函数M满足'd'1''3cJ+.7M(M ̄-{ymy)y-(0)()^(I)a+=证明.若f2In则03.7显然成立.^|旦,()AK=I=1—〇石=1若<n则丛>e<.直接计算可得£6It(〇,〇-(j-d---+m(ymy)ymmam)今A+B^fu^oJR)35 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解e^e^e^e^e^=—eaceJl—aeyd—1—ae—1—aeae(y)(^y()()Je^2Xl^1—aee()e^e^2A+B1—ae+1—ae()()1e()e(ey=ae-^J^d-l-i-++(y)y(2^乂+51_二+1—一_(jR)_()()^6-e?ee£-e£-<〇e-ce+—(Jeyd-1-1-aeae+[(y)y())BLr\Jk/」A++l+?、-i+’卜令/!^t()]}e^<IcrAec—1e(+ ̄1,!J)A+B+l\J<0.证毕.I引理3.3U满足—d- ̄心八減wyz-3.8m^()今iA+z+u[Ly()^-引理3.4假设0<w<min{eikf>maxl充分大满足,},{,,AcrA},竺^ll(:)-+3.9心,()^_(I0-{a+7u+uj=其中In.f笋&忐念取iV>-匕,定义集合u<<i<^<^(〇m,^(〇v(〇(〇,2T=---NiVM?GC-=--=-■<()NNNN>ni(0(),v())(,,uv[])f()(),p()(),We-NN^,(]<yB2#2易证是anach空间C(卜iViVR上的闭凸子空间.对V(<G,],)KK))卜W],),定义>N{N>Nm),^,V(),^,=^<=<<0(00iV派)iV(0,|^|,冰),I^|,-N-N丛v<.(a^<,,^(0、v36 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解考虑下面初值问题/-cm=^ ̄ ̄Md1-u-(0/e(y)y)(〇y+0(^)((^))^)<c^=J- ̄^d^--yyy+,(〇ffm{))(0)f射為泛劑(-N=—N-N=—NuuV.N{,N{2l)i))i)<3.10()一1..-根据常微分方程理论3.10存在唯解1^1^并且1^£(7]\]\.,()((^),(^)),(^(),())(^[^)=-据此定义算子f巧巧:4c]V]V其中),(,([,]),=^F=e##.^(〇2^(〇[0,^](〇,[0,^](〇,处卜,]'引理3.5算子f.rv4rv是全连续的.rr..证明f.证明.首先:v4w对v<Grw证,(K),W)),需FN-NF-N=v-NAU),2^V,X[]()()且对e-iviv有(,]<F?<1v<F()<.u(vi0,,2f,p^(0[v](〇(〇[]^)()通过算子F的定义易知,F-N=-N= ̄NF-N=-N=-Nunu()vnv.)()(),2f,V^^i[}()()()一-iviv另方面对于Ve首先考虑朽.由算子F的定义可知需证丛<,f(,,,,]b刘(〇(〇心⑷<1.根据》的定义可知,——°-⑷祕1)办-?//(0A+m〇fn〇一3-这说明1是.3的个上解因此可得处GiViVs1.利用的定义及引(),(,],iK)理3.2可知c ̄J ̄ ̄d ̄1'+-(0{y)y)-(0y0(0(M(0)^L)A+Bmf%〇 ̄J ̄ ̄d ̄1'+(〇(y)V)m)V-(〇(-(〇)B^LA++1<0.37 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解-iV=-iViV因为心则对呢G卜iV由比较原理可得.可(因此)丛(),,],丛⑷仝心⑷,得丛⑷仝构1.处GiViV.同理通过引理3.3和3.4可得v⑷仝卜,],,-NNy^e.,[]F ̄综上:r^r.,_/v_/v-=最后证明F是全连续的.通过对算子F定义可知对处GiViV朽[也刮(G,[,],[么刘(〇=W.证明F是连续的:丹队⑷Af首先通过直接计算有GO〇〇,, ̄= ̄Nex ̄+s+dSM0-{)p0(){cSNiA+bIpssj()%%))]+ ̄exp ̄+s+ds+rdr(0())mu(])]cLNc7A+Bt^n^sv{l()]()3.11()且vn=v ̄Nexd+z-^s(〇()p/2-x(j,,f,)2|crAB)8|^)(8|JN+(+(lj{)j{)Jn2c?21fac)(s1ff)+ ̄^d+Z ̄{2B]9M^rjN\Vrj,A+^s+ns)))其中*N/TV+〇〇pJV ̄u-Nd/Jr-()d/Jr ̄()Ndyy+]yfyy+]yfy,/{)i)()()()()ooJNJN*N/TV+〇〇p--Nd--NJr(d/(d.Vhli、y+(]y)p(y)y+y)p()y/〇〇JNJN对v....erv有(扣(),奶()),(也(),内()),/^^-2v1)U()\N?/+〇〇J——d+J ̄N-Nd(vy)(My)h(y))y(vy)(M)h())y/NJN?N/+〇〇J- ̄d-N-Nd(vy)(Hy)My))y+iyiM)U)y))/A/NJN<2max-|0!(y)02(y)I,eNNy{,\38 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解同理可得g<2max-^2y\vMNN\Vl(y){)Vey[,]通过以上的讨论可知关于是连续的关于是连续的进而根据算子F的定义,/00,%^,3一以及方程.113.12可得F的连续性.进步可证F是紧的F将I(和(即V中的有界)),,集〇映成列紧集厂.由?的定义对乂¥ ̄£厂存在(£〇使(叫,((£),(〇)(叫,(^),9^))得F= ̄NN^VG,)(〇[0^](〇K,,e[,]因为〇e由方程3.11和3.12可知存在M>0使得(0,wGO)()(i,)<M1sMxveViVK(〇|;卜(Ol,eH,],一一M即是致有界的.进步由3.10以及上述不等式可知存在>0使得,(),2,Kv(0lSM2,Kv(〇|sm2,VGHV,]V].可得是等度连续的rzela-Asco2F因此由Ali定理可知_Ff是列紧集所以算子是,,(),紧的.综上可得F的全连续性证毕.■,一’..进步由于G是闭凸集.因此由Schauders不动点定理可知存在构vG( ̄(,,,(),))使得=F ̄NN^^vG,,(0):,e,K(0K](〇[]为了得到系统3.3行波解的存在性需要对做出先验估计.(),A>0iV>—引理3.6存在常数C使得对V,匕都有(〇-N'N11<ii<.MAr.C.Crr^(rr||()||c(AA(),||)||cAA()[,])([,])证明.通过上述讨论可知满足,,^cu=—J——ud+1——nnuNuN(0{v)y)(〇]y(^)((^)),[!23.13()39 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解,= ̄ ̄ ̄d----cvv3.14yny\(n(0)(〇,]2z()[AR\“rJkrA+Bun+u、\{^)N{^)J其中un(N),^>N,vn(N),^>N,^n=<U<vN=<v<iViV(〇N(^)N(^),I^|,(^),I^|, ̄N ̄Nu<v<.(0,^,(〇,^、VAlAr由于〇仝叫1〇eVG卜iViV有v⑷仝,仝 ̄⑷仝,,]K(OI^=_—J^--ud+1--NNuNUN(y)[(^,y)(^)]y(^)((^))[!2zCr4+JKABun^+u{)N{^)—-<——uNduN1—uNy^y+^^[)()]()(())\crUc1祖)hn+i卜⑷iBu丨CA+n+u(〇U〇J-d+-MA++-— ̄ ̄ ̄N^r^(0iv^y)yi|(〇|77Br11Cr[CT4CC++p1^?^1)()d,d,1N〇(N)S1r1crcr4ccMi+r+AtNq(N)’Acr關iaU=-JvN ̄ ̄d+ ̄(y)[^y)M〇]ylzAB]2crJ[Rcr+Runf+urn(Qn(^)<—Jvn ̄dH^A ̄rH^(0z{v){^y)y|(〇|11z2c\cr[crcrA4BRu(JR+N+u(^)N(^)^稱㈧(…)剩J(yedy+—[)+crJRcrcr^^+Z+d^Njed[(y)y+\crJKcrAAfl其中iViV=maxle.因此存在某常数CW>0使得<〇(){,},),|卜C ̄l<C.从而显然对VUGiViV有,c,,W)||||([W)卜] ̄iV--iV-uNuNr<^rtwvNr<^r.3.15(〇(](],(〇(](](\)\)^\|)\)^\)40 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解由3.13可得()'cWn ̄u(0n(v)\<—J ̄ ̄u-d---yuN^NiuN1uNuNr1uNry]yy+^^]][()[)()]\()(())()(())\rJkd如㈨,ix,,UiNrn_7/NrB2A+un+unA+Bun{j+u%rr(^)(^)])(])dd..\\=——:UiiU.3.16\24()由假设(J)知核函数J是Lipschitz连续的,取L为Lipschitz常数;同时由于J具有紧支集设J的支集的半径为i?则有,,p\Rp\RU=JuN-d-/JuNr-di(y)(^y)y(y)(]y)yJRJR=J-uNd-Jr ̄uNd^,yyy]yyy{){)()()//JgRJrjR=J-ud-r ̄ud^yNyy/J]yNyy{){)()()/Jr+RJrRjjrrj+R+J--J ̄uNd/[(^y)(vy)]{y)y<2jl〇〇—+f——J ̄^Nd,|||||^^|[J(^y)(vy)](y)yJ^Rrrj+R+J- ̄J ̄uNd/[(^y)(vy)]{y)yJRq4^°°+RL—r—l2],(||||)\=---U^1uNuNrluNr2^^]]|()(())()(())\22=—u—ur+unnNur\(〇(^){f)N(])\22<^-ur+u-ur(〇N(|])\\n(^)N(])\■<u ̄uru-ur+rnN]+N^N]uN]\(〇()\\()()\()\=-url++mtvNmtvmtv|(〇(])\(|(〇(^)I)<3^-ur(〇N(|])\,41 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解且22unvnutvnt(^)(^)n(])(])..A+22Bun+uA+BuNr+ur(^)n(^)(])N(])2⑷?/N<-:VN.M〇(V)\A4++R(;^2(nBun+u^N〇〇()(^)LN^^结合(3.15和(3.16可知存在某常数心]\0使得)),(〇>,—N—Mu<L7.fn(v)2^]lA(0\()\\同理由3.14有()cK(K(”)l<—JvN--vNd-JvNr--vNrd+I(y)[(^y)(^)]y(y)[(]y)(])]y[rJrJr2VauVaunNn(jj)(〇(〇N(v)x(、([[22rA+Bun^+urA+BuNr+ur)n^)(])N(])Z+d,2—<Jv ̄d-Jvr-dW-vryN^yyyNrN()]yy+A^][[)[()()|()()\rJkJkr2?uvnurvNrn(O(QN(])(])+B22rA+un+uA+Bun+u(^)n(^)(j])n(j])^2z+d2a=—-:灼Hv+v3.1723,()iiiyyy其中p\R\RfV=JvN ̄d-/JvNr-di(y(^yy(y)(]y)y))JRJR=J ̄vNd-/Jr ̄vNd^,yyy]yyy{){)()()/JgRJrjR=J-vd ̄r-vd{^y)N{y)y/J(]y)N{y)y/JrR+RJjqrr+Rj+J--J ̄vNd[(^y)(vy)](y)y/<2J〇〇A^A^—^+f--J-公d||||l〇()|^]\y)ij]y)]N(y)yJ^Rrr+Rj+J--J-vNd/[(^y)(vy)](y)yJRq42 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解<4J〇〇iViV+2RLNN-(L〇〇V,||||()())\且22vNuvNrur(i)N{^)(])N(])22A+Bun+uA+Bunt+ut(^)n(C)(])n(]) ̄<-^VN-(01(V)\,\AABRuH-2(-++upj〇〇{)N{)LiViV—LiV同样可得对处Ae卜.因此可知存在常数CA,],K(〇仝2()Ki),(〇>0且当iV>-6时,有-<N'<NMiiC11C.Arc.ArAr^〇.||()||((),||()||^^()[,])([])证毕.I一个正的递增数列iVA#iV-A现在选取;G>:4+〇〇时,{Mfce7V,使得1;fc6且当,iV4+〇〇.对每个c>C当GiV^iV时都存在M ̄Grv满足引理3.6及fc*,£卜fc],(fc,fc)fc-方程3.13和3.14.根据引理3.6中的估计及ArzelaAscoli定理按照对角线法则选取()(),子列{(心-, ̄JWn,使得在dc(X)中,当爪4+〇〇时,有如fcm44%其中WG股.由核函数J的假设利用Lebesue控制收敛定理可知对VG股)y,g,f,()()有limJuN-d=Ju-d{y)k{^y)y(y)^y)y,[m[m^+ooJRJR并且li-d=-dmJvNJv.{y)k{^y)y{y){^y)y[m[m^+ooJRJR一3;容易证明MJ.3且M1tU.进步易)满足系统(丛⑷仝2仝()⑷仝,(f)⑷仝⑷,—-=得M1;满足M001;0010.(,)((),())(,)下面讨论的渐近边界行为.,;股中是非平凡的引理3.7函数m和t在且满足,0<w<1r>0.,43 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解-.证明.由的定义可知当e00r>0所以只需证当e+〇〇时E,,,,,,£(6)时£[&)一=t;>0.相反地假设存在个实数&g〇〇使得<〇.因为在股中O2〇,[6,),〇),=—=所以t/〇由3.3的第二个方程可知对Vye〇矛盾.fej),(),yX〇),==下面证明在股中M<l.假设存在某实数eR使得l则t/匕o又,,,,&)03一因为>所以由.3的第个方程有(,)'0=—cufJm——udu1—u^)Hy(^*y)(^)]y+(^)((^))(()[rJk2A+Bu+it*^^)(^)〇<—_-A+B+l<〇,矛盾.最后证明在股中m>o假设存在某实数&e股使得=o则,,,,'0=—cufJ——ud+1—^Hmmm)y(^3y){^)]y(^3)((^3)){()[rJr2u^v)(mA^+Bu^+u3)^3y-==0三0由此可得yM这说明M.然而M220且0所以矛盾.■)(6),,丛笋,引理3.8选择Cfcec1c2其中0<q<c2.取cfc,Mfc,i;fc}是系统3.3以Cfc}为[;],{(){一如果存在一波速的列行波解列使得当A;4+〇〇时讥〇〇则当A;4(604+,{6J,,,+〇〇时叫40.,匕)(一 ̄ ̄证明.假设存在列N及某实数e>〇使得当&^+°°时^+°°{ffc}fcg,,,一2e.因为在股中〇<砌<〇由3.3的第个方程我们有仰>(,h,)4<VGM.(0因此对VA:GN存在某正实数r使得,,u^G—rk[^k^k}^{C)44 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解其中T=.由引理2.11知存在某个不依赖于的正实数MeR使得M.〇<〇II因此对VA;GN有,M。=-texp<e'VfG.[匕乂fc]{乂于是当A:4+〇〇时,M〇rminwfc(〇>evk(^k)+cx).,^fc]一3.3A因此由的第个方程知当;4+〇〇时,(),1/1 ̄\c<——_—— ̄—niixUumin、〇〇?k{K^SJ)-(];r^Cr45T(k^k,]l\;c2(A++f^k,]f)取M=则存在某个>0使得VA:2时有L,,—M—ruGk-,kk(0—,[^,^]1AA-1由上面不等式知V.eR0因为在股中叫<;2;0叫S这与V叫2矛,,,(6〇f,⑷盾证毕.I,引理3.9infKM>0成立.°°-==.证明.因为函数mG(7且在IR中0<M<1moo1相反地假设0infKM,(),,一0收敛到+〇〇且当A.;则存在列:4+〇〇时m4{6;}又因为M⑷和1,,(^)⑷都是3-有界的方程.3说明⑷和V⑷也是有界的.由ArzelaAscoli定理抽取子列使得,(),,==〇〇;当A叫:M及叫⑷:i7G;4+时+匕在(,⑷(f)(^+匕)=中收敛到非负函数u〇〇00一C.进步在股中有,。=-、+、工--捕^—⑷(。(』)(乂)A+3.18()并且WO=0.00=0Goc因为是i的全局最小值所以心(并且由上面的等式知Vy^),)R=0三01.则由3.3的第二个方程有‘(1),,()()^=— ̄d—cJv〇〇^〇〇v〇〇.3.19^(0{y){iy)y(0(0()([)r\JR/r45 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解3-给.19式两边从到积分可得()jj^=-- ̄cw-w-Jvdvdvd〇〇〇〇y〇〇^yv〇〇^〇〇C((j)(j))()()(0(0jJ因为〃〇〇在股中有界不妨假设存在m>0使得〃m.则,,〇〇s ̄vd=— ̄d————〇〇'Jv〇〇^civ^^y(^y)y〇〇(0^j)〇〇(j))(〇(()JJ^J^<—j+cM/mm,rJr所以t;Gi^股.对3.19式两边作傅里叶变换可得〇〇f;)()^^.TAAA2,/1、< ̄_ ̄ ̄cl£voo ̄V〇°',==—=0因为)01所以上式在0处有0^说明^.(),〇〇(^)屯,〇〇f1一==定义^⑷:由3.3的第个方程有I),k=*^-^i--cjkk+uk^.m)()M)A^+:k+ul一类似引理2.11的证明易得是局部致有界的.由于函数%⑷=ex办,總p销}一在股中局部有界因此也是局部致有界的.当A;4〇〇时在C^R中4,,(),¥〇〇⑷且¥〇〇满足=*¥-¥C〇〇〇〇+¥〇〇.()>=丨易得在股中>0.令e贝J,(〇|^§,yesdsf()=td-1CQJyey+1.((),J)由引理2.14知?土〇〇存在且是特征方程,()XycX=—Jed—1+1(y)y^±0<的两个正根所以一oc>.由一的定义可知存在某使得对任意¥心1>,(),心£,^(0一0-=.然而个给定的A0<叫<11由于对每:在M中有且叫〇〇因此存在使,,(〇(),,6■得当时20.自然地当min时矛盾.证毕.■f¥6,<〇⑷,fS{&乂:},46 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解引理3.10存在5>0使得VcGcc其中0<q¥c.系统3.3的解wr122满,[;],()(,)足0<w<lr>0.对VGlR若e则>0.,f,,一3.3=证明.假设不存在这样的5即对于列实数cGCc系统以〇c为,{jl,2,,[]()一0<10.波速的解叫%满足叫<叫>假设存在列实数使得当A:4+〇〇时(,),丨,叫〇且GN0.(匕)4¥,4(匕)一一般性A=0.在不失假设V:GN抽取个子列的意义下存在cGCc,,^,〇〇丨hj,使得当々4+〇〇时。4。.由引理2.11知系统3.3以。£。。〔0+〇〇为,&〇〇,()&1,2,[]()波速的解所满足序列在中是有界的即存在c>0使得VA;GNG丨,,fR十一c处⑷.因为&4+°°时处〇4〇则当&4+°°时(处在股中局部,K⑷I仝,),,一0..致收敛于因而当A:4+〇〇时股中局部致收敛于0,,4在一由于叫全局有界致有界抽取子列使得当波速为c〇〇时0S1^=M〇〇S〇〇,4,,,0且在M中有,= ̄ ̄^ ̄—cu^um+i^-3.2〇〇〇〇〇y〇〇^yy〇〇m〇〇〇〇(0(j()()(0(0((0)()y^令a=i<.iifMM〇〇且选取实数列{?m}使得当m4+〇〇时M〇〇;m4a抽取子列使得,(),当m4+〇〇时函数+^)在C^R中收敛到函数<)〇〇使得在股中有,e()/,= ̄C^—d—+l—oo^ooy0〇〇^yy0oo0oo0〇〇,lO(J()()(〇(〇((〇)^^<<1〇==-一.显然/〇〇)且》〇〇〇〇?(并且(0/〇〇(/〇〇)2,0(),/〇〇()令](^)/^^)咖0(()(1^—0.〇l><.<因此(〇〇00则1由于在M中adnfMoo且M〇〇1所以可得,K)(/()),M,=u1GM.〇〇(0,°°A=R对V;GN及fGR令#⑷因为在L中有界且正函数#局部,器{爸}(),有界在这种意义下Vi?>0<+〇〇.由于,,VVk(0k(0Mt—_Mf〇) ̄ ̄^^vk0vk()(〇所以処也是局部有界的.另外满足,(CJ ̄d ̄+-zkmAy)my)y)im)a+:I^:()()%(〇)47 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解B2auih2aAu+(〇k〇k(C)+rABu+k^+u(^))(()l-由于似在6^间中有界所以可以推出<⑷也是局部有界的.由ArzelaAscoli定理{},,同上可抽取子列使得正函数#⑷在CUR)中收敛到函数也〇⑷且分〇〇(〇满足'必)= ̄ ̄— ̄0〇〇y^y^〇〇+.3-21^〇〇{0i)(0产()J+5+1^^^一GRA=1.这里用到事实对v当;4+〇〇时叫41进步断言对vG,e,,⑷(0,eR>0.1股使得=0并且=0.由3.19可〇〇否贝J假设存在&G〇〇,必⑷,必(&)仏〇(&)()m—==〇三〇=知Vyg.这说明分〇〇这与分〇〇〇1矛盾.因(,y)Kf〇),)ItbvGM>0.^,^〇〇(0=连续函数^:^满足toop!春=--c〇(J”卸l+z.3.22M0⑷eab()今J)l(++1)R由引理2.14知当±〇〇时=存在有限极限且一(〇,f满足,f4纖一=—工-z一Je%+.(y)7I)1(a+b+1)(因为c〇〇2c>0且>所以>0.则由W⑷的定义可知±〇〇处是正*pigI/,I在的.对3.22两边求导可得()略).=———dc〇〇^fJ⑴⑴.3.23\0iy)(U)(C))y()^rJRr〇〇sJI=03—=如果w在eM处取得最小值则W且由.23知VeRw.自(幻i,,()y,(i)然地>—if>0.nwminwoow+c)〇{(),()}M在IR中>0.0<〇=Um0=lim且当A从而于是;充分大,l,V4>()^()k^+ook^+oo时40>0这与VA;GN0<0矛盾.由此可得存在e>0使得vGR当t;<(),,4(),e,(〇e时V>〇.证毕.I,(e)定理3.11假设J成立对任意的c>&令B21系统3.3存在满足边界条(),,,()件3.4和3.5的非负有界行波解公且有0<公<15>0.,,()()((〇(〇)48 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解证明.由引理3.10及在M中6的正性可知,l-iminf£>0.3.24(〇()^+〇〇断言,limsupS<1.3.25(^)()^+〇〇一相反地假设存在列实数收敛到+〇〇使得当4+〇〇时41.抽取子列,,,460A==股.使得当;4+〇〇时数:+:3360和叫+60在中收敛到,函耐£⑷呢()()的非负解i和^且在股中0仝^仝1^>〇.因为Mo=i所以<〇=〇由〇c(,),(),2一方程.4的第个方程知()’〇=CM〇。〇()=-。+。1-M〇〇0-M〇〇(胁“咖"“))(())b令C()a+Z^HuUo)=-d--〇Ju〇〇〈.[v、[v、v4aTbIi[L4矛盾因此(3.25成立.,)下面证明,"*<,<liminfS<ulimsupuliminf5<^limsu5.3.26^)(^);(^)p(^)()g>+oo>+oo^oog^oog+g+,令u=limsuuv=liminf5v=limsu5.由3.24+p(^);(^);+p(^)(),g>+oo〇〇g>+oooo¥>+g^+3.25及引理2.15可知()0<<10<<i;oc.,+<一一=考虑列丨收敛到〇〇使得当4+〇〇时4抽取子列使函数:,,<60MG公+60:=+&在c^股中收敛到3.3的有界解M〇1〇且〇<£,叫£〇〇e,,&>(⑷可)c()()()'=〇==-%〇mnroo.因此00且”〇〇020.于是()j,4()]R办()^〇〇〇〇^〇()L() ̄ ̄( ̄、<nB-,^\A+uoo0+u0()l〇()J49 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解即m〇L()-=i<'_B-A+-UooO+?^0a(3()()所以召B2—-4A31.+a+/rfz/()*==MhmmfM<U.(〇T^)*=lim£?类似地可得sui.考虑序列当Am;4+〇〇时4(同样,p^)2,,,G¥>■+〇〇==〇〇使得4M.可抽取子序列使函数么:公:5+^Cfc)同上++,(〇((^),A⑷(C>==60在中收敛到3.3的有界解<>〇〇G01〇〇0且0<()〇〇0mint.()/(,),必/()M因此0=0且20则有,<3()],2M0必〇〇^、(),nv7A+2 ̄Bu+u*因为0<仝M所以,***2l-uA+Bu+ul-uA+Bu+u()[(^]()[()]〇〉〉=必K)——*uu==limsu{....由此}2类似可得liminf{}S则326成立证毕■,叫p(f)(f)()^+oo^+°°引理3.12对任意的c>c*系统3.3满足边界条件3.4和3.5的非负有界行波,()()()公0一如果公解在股中满足<公<15>0.进步+〇〇5+〇〇存在(或(〇(〇)⑷,(0,()(),则公+〇〇和6+〇〇都存在且满足()()**-=£t+cx)i;+oouv.((),())(,)/=lim公3.253.260<=1证明.首先假设和(知/<考⑷存在,则由()),,^+〇〇一〇〇==虑收敛到+的序列抽取个子序列使得函数:+:+,峨60,M在中收敛到公〇〇=^=v及I且满足60,**lJ°°- ̄- ̄=ulu0VeM.(v)7p,^A+**2Bu+u()*2“”((+⑷)==由于极限不依赖于序列沁因此4}的选取则可得,,*=lim5£v.()B+oo50 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解=同理假设L=lim5.由3.24和3.26知0<LV.对任意收,,⑷存在()()5^+00一?公==敛到+00的序列仏:公+4⑷:公+]抽取个子序列使得函数fcG:,O(£6),(£=1=V以致于60在W中收敛到‘和to'=〇"VGR-7,^)B+3(/D==因此公〇〇V.因为极限不依赖于序列fe}的选取所以可得H,*=l公.im⑷w^+〇〇从而如果极限/=limL=lim,耐纟)或者可《)存在,则它们都存在且¥4^〇〇+00^+**=£t+cx)w+cx)uv.((),())(,)I证毕.32c=.c#彳T波解的存在性一本节中讨论当c=C时系统3.3行波解的存在性.考虑列单调递减序列c,*,(){j使■——AGG.;〇c得对母个;Ncc+1并且当A>+〇时〇y〇;**,;*,(,]在3.1节中已经证明了系统(3.3以为波速的行波解(叫叫)的存在性.为了得到),一可以通过令A.波速为G时行波解的存在性:4+〇〇对Q取极限得到进步由于系,,=3..统.3的下解依赖于且当A:4+〇〇时是衰减的因此需证当c&时33的(),,()-解hfc%〇〇处的收敛性及非平.)在凡性,引理3.13liminfi;〇〇>0.fcL丨丨||wk^+oo一A0.证明.假设引理不成立那么可抽取列子列使得当:4+〇〇时4,,||./因为对每个/|:£1£〇*〇+1〔0+〇〇由引理310知对任意充分大的;:^&(,*,,,,]()在股中%>0.因为叫是有界的所以对任意充分大的A;lim%+oo在股中是存在的.,,()由于(W%)满足引理3.12中的假设因此对任意充分大的A:有,,***2l-uA+Bu+u()(()),、*^n,"oo="=〉〇fc+()^,=这与limi;fcL〇〇M0矛盾引理得证.I||||(),fc^OO+51 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解引理3.14limsupi;fcL〇〇M<+〇〇.||||()k^+oo一〇〇.证明.假设结论不成立那么可抽取列子列使得当A:4+〇〇时%4+〇〇,,||iuwAR使得对每个:eN由于叫在股中是正的且有界所以存在e,,_00Vkk1.3.27(^)-IKlk,()(^k+1}一特别地当A.进G股;4+〇〇时叫4+〇〇步对抑eN有(60,,,,f,d+Zf2>— ̄d-vJvkvk.k(0f(y)^y)y{C)rccrkJrk因为讥是正的则由引理2.11可知函咖在股中是全局有界的且不依赖,A.〇〇Cecc1:由此可知函数有界且当A:4+时以+为波速满足系于,fc*,*,盖§(]一统3.3的函数軏:=叫化+60在股中局部致地收敛到+〇〇.所以由引理3.8可知(),一A:=〇.当;4+〇〇时叫+60在股中局部致地收敛到,如⑷(^由于序列{寄}在股中有界,于是函数=側y]樣)A不依赖于:且局部有界且满足,,= ̄ ̄-C,Jd+z.kik(y)my)yM0^(I)^(a+ZI+^1)一-因此函数処也是局部有界的由AzelaAscoli定理正函数#在股中局部致收敛.抽,,一取子列使其收敛到非负连续函数也〇.进步从上面的方程及当fc4+〇〇时在M中,,如一股中一局部致收敛于0可知函数致收敛.因此函数必在C^也局部(R)中收敛,処在到必〇〇并且函数分〇〇满足'=— ̄d—^―c^ooyi〇〇\.3.28)yp(^)()([r\Jr/r一可以看出R的进步是非负的且分0=lim0=1.类分〇〇是CI,,必〇〇〇〇()#()似引)fc^OO+理3.10的证明可得〇〇在股中是正的.,分52 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解eR3.最终对每个由.26知叫+60仝叫1+叫即对,£,()(eIIIU,去)(60)仝(每个fG股及1仝A;GN有#⑷仝1+.由此对每个GR有〇〇1.因,1£,必⑷仝为分0=10处取得全局最大值0=0.3.27〇〇所以分〇〇在则私^由(知(),,))=」--1—〇Jy#咖<〇?(/()K))rr\Jk)矛盾.证毕.■=定理3.15假设J成立且B21当cc时系统3.3在股中存在且满足*(),,()〇<^(〇<v〇<u<1GM,(^),的非负有界行波解卜.同时满足⑷,咐)),,咐))=limmw10((〇,(〇)(,),400¥"*'<,,0<liminfu<ulimsupu<10<liminf^<^<limsuu<+〇〇.(^)(^),(^)p(^)〇〇^00^++〇〇^〇〇^++.证明.由引理3.10知对VGR存在e>0使得系统33以QGcc为波速且满1;2,f,()[]一足0<4<10<#<17的解满足当e时#⑷>0.不失般性假设,(也#),0(4)¥,,^^*21-uA+Bu+wl(,)\(),、*u由引理3.13以及3.3的以为波速的解(叫叫)的正性可以假设(),,0<e<inf〇〇.|K||L(K)一=股=e.因此对每个A:GN因为叫〇〇0且处>0所以存在G使得叫,6〇,()(记==UU+VVk+.k(〇k(^^k),k(^)(^^k)°°由引理3.14可知序列在1股中是有界的.因为在股中0<^<1且当A;4,丨()+〇〇时&4c*>0.因此抽取子序列使得函数?和?在C^R中收敛到3.3以c*为,,c()()一=波速的解k进步在股中0m仝1t;20且<0e>0.,仝,)53 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解证明当C=是非平凡的及W〇〇的边界行为.首先证明下面Q时)在±,,(在股中^;>〇如果存在re股使得<r=〇#=〇.3.3在r处)则方程(,,(r))对办er—=〇因此可得r三〇这与<〇=e>〇矛盾因此在股中r>〇.,y),,),3.由的正性及引理.7的证明可知在股中0<M<1-=-其次证明在〇〇处的边界行为.由上述e的选择及<0e可得在〇〇0中,(%y),(,]^/>0.特别地1=1丨111^;存在且1£0假设1>0同定理3.17的证明可,(〇[,小,¥400———=证G〇1.00存在且00于是,4)4)()***2l-uA+Bu+ur()(()),、L=v—==(ooV<6),一一一=3.与.19矛盾.L=0进oo因此oo步对任意收敛到的序列抽取()(),{ffc},==子列使得函数叫⑷:+和叫:+在中收敛到K〇0其,(0咐&),),中0M1是3.20C=c.类似引理3.10的证明可证在股中M〇〇=1.仝〇c仝()以〇c*为波速的解l因为极限不依赖于序列的选取所以可得im存在且丨,400¥―=^〇〇1.()证明3.3的解在+〇〇处的边界条件.类似引理3.9的证明可证c=C时inf最后*U>,(),,M=0.3.10及3.24liminf>0.3.25可得cli<由引理式有r同时由(c时msuw()⑷,)*,pR)^+〇〇^+〇〇1.类似定理3.11的证明可得"*,<<,'<<,liminfuulimsuuliminfu^limsuu.(^)p(^);(^)p(^)>oo>〇〇g+g^+oo¥+g^+oo1定理得证.3.3行波解的不存在性对任意满足0<c<q的波速c.定理3.16假设J成立系统33都不存在非负,(),()非平凡且满足边界条件3.4和3.5的行波解.()()证明同定理2.23.54 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解士幺=口/0本文主要工作为:1考虑捕食者与食饵采取不同扩散策略情况下行波解的存在性与不存在性();2考虑捕食者与食饵同时采取非局部扩散策略时行波解的存在性与不存在性();结论:通过比较以上两种不同扩散策略的情况可得:食饵的扩散形式不影响行波解的存,在性与不存在性.55 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解参考文献1P.W.Bates.F.ChendamJ.J.ChmaeterroclinicsolutionsofavanderWaals,,,[]XAjHmodelwithindefinitenonlocalinteractionsCalculusofVariationsandPartialDifferential,ions242005261-281Equat.()2P.W.BatesP.C.FifeX.RenX.WangTravelinwavesinaconvolutionmodelforhase,,,,gp[]ii-transtonsArch.Ration.Mech.Anal.1381997105136.,()-3P.W.BatesJ.HanTheDirichletboundarroblemforanonlocalCahnHilliardeuation,,pq,[]yJ-.Math.AnalAppl.3112005289312.()4-N.F.BrittonSatialstructuresanderiodictravellinwavesinaninterodifferential,[]ppggreaction-ifusionoationmodeSAM-dfppullIJ.Al.Math.50199016631688.,pp()5X.F.ChenExistenceuniuenessandasmtoticstabilitoftravelinwavesinnonlocal,,[]qypygevoioneions-lutquatAdv.DifferentialEuations21997125160.,q()6Y.ChenJ.S.GuoF.HamelTravelinwavesforalatticednamicalsstemarisinina,,,gyyg[]difiilNlii3020172334-2359fusveendemcmodeonneart.,y()7Y.ChenJ.S.GuoC.YaoTravelinwavesolutionsforacontinuousanddiscretediffusive,,,g[]--redatorremodelJ.Math.Anal.Al.2017212239.ppy,pp()HwavesforLeslie--8.ChengR.YuanExistenceandstabilitoftravelinGowerredator,,ygp[]iii-resstemwthnonlocaldffusonDiscreteContin.Dn.Sst.37201754335454.pyy,yy()Swaveso-9.R.DunbarTravellinlutionsofdiffusiveLotkaVolterraeuationsJ.Math.Biol.,gq,[]17111-98332.()1-0S.R.DunbarTravelinwavesolutionsofdiffusiveLotkaVolterraeionsiiuat:aheteroclnc,[]gq4connectioninMTrans-.Amer.Math.Soc.2861984557594.,()11-S.R.Dunbarraveliwavesiiffusiveredatorreeionsiiinnduat:erodcorbtsand,[]Tgppyqpoint-to-eriodicocinicoritsSAM-ppheterlbIJ.Al.Math.46198610571078.,pp()12-R.A.FisherThewaveofadvanceofadvantaeousenesAnn.Euenice.71937355369.,,[]ggg()1S--3.FuJ.TsaiWaveroaationinredatorresstemsNonlinearit2820154389,,ppgpp,y[]yy()4423.56 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解14C.HsuC.YanT.YanT.YanExistenceoftravelinwavesolutionsfordiffusive,g,g,g,g[]--redatorretesstemsJ.Dierentiai2012.lEuatons25230403075ppyypy,fq()15-J.HuangG.LuS.RuanExistenceoftravelinavesolutionsinadiffusiveredatorre,,,gwpp[]yJ-model.Math.Biol462003132152.,()1-6W.Z.HuanravelinwavesolutionsforaclassofredatorresstemsJ.Dnam.,,[]gTgppyyyerentialE2012-Diffquations24633644.()17A.N.KolmoorovI.G.PetrovskiiN.S.PiskunovStudofadiffusioneuationthatis,,,[]gyqrelatedtothegrowthofaqualitofmatteranditsalicationtoabioloicalroblemy,ppgp,B11-26yul.Mosk.Gos.Univ.Ser.A:Mat.Mekh.1937.()1--8W.T.LiS.L.WuTravelinwavesinadifusiveredatorremodelwithHollinteIII,,[]gppygypfunctionalresonseChaosSolitonsFractals372008476-486p.,()19W.T.Li.Y.YanravelinwavesforanonlocaldisersalSIRmodelwithstandard,,[]FgTgpincience-dJ.InteralEuationsAl.262014243273.,gqpp()20Gwavefrontsinnonlocaldis-X.Li.LinTravelinersalandcooerativeLotkaVolterra,,gpp[]ihdll-sstemwteasA.Math.Comut.2042008738744.yy,ppp()21Y.LiW.T.LiF.Y.YanTravelinwavesforanonlocaldisersalSIRmodelwithdela,,,[]ggpyandsuies-externalpplAppl.Math.Comut.2472014723740.,p()22Pwavesolutionsfora-X.Lin.WenC.WuTravelinredatorresstemwithsimoidal,g,,gppyyg[]i-resonsefunctonJ.Dnam.DierentialEuations232011903921.p,yffq()23Swavefrontsforde-.Maravelinlaedreactiondiffusionsstemsviasomefixedoint,gyy[]Tp-theoremsJ.DierentialEuations1712001294314.,ffq()24马知恩周义王稳地靳祯.传染病动力学的数学建模与研究M科学出版社2004.,,,,,丨]丨]25-?S.PanTravelinwavefrontsofdelaednonlocaldiffusionsstemswithoutuasimono,[]gyyqii-tonctJ.Math.Anal.Al.3462008415424.y,pp()Wwavefrontsinnonlocaldela-26S.Pan.T.LiG.LinTravellinedreactiondiffusion,,,gy[]ii-sstemsandalcatonsZ.Anew.Math.Phs.602009377392.ypp,gy()27waveswavetrains-J.A.SherrattInvasionenerateseriodictravelininredatorre,gpgppy[]()ii-modelswthnonlocaldsersalSIAMJ.Al.Math.762016293313.p,pp()57 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解28王佳兵非局部扩散SIR及SIRI传染病模型的行波解硕士学位论文兰州大学2014.,,,,[]29C.Wu.Yan.Zhao.TianZ.XuidemicwavesofasatialSIRmodelin,,,,,[]YgQYEppcominationitranisersaandnon-ocaisersaAbwhdomdpllldpll.Math.Comut.313,ppp2017122-143.()-30J.WuX.ZouTravelinwavefrontsofreactiondiffusionsstemswithdelaJ.Dnam.,,,[]gyyyerentialE20011-Diffquations1365687.()31F.Y.YanW.T.LiTravelinwavesinanonlocaldisersalSIRmodelwithcriticalwave,,[]ggpseed-pJ.Math.AnalAl.458201811311146.,pp()[32]F.Y.Yang,W.T.Li,Z.C.Wang,TravelingwavesinanonlocaldispersalSIRepidemic-modelNonlinearAnal.RealWorldAl.232015129147.,pp()Wwavesinanonlocaldis-33F.Y.YangY.Li.T.LiZ.C.WanTravelinersalKermack,,,g,gp[]ii-McKendrickedemcmodelDiscreteContin.Dn.Sst.Ser.B18201319691993.p,yy()34叶其孝李正元王明新吴雅萍.反应扩散方程引论第二版.北京:科学出版社.,,,丨]()2011()Zwavesolutionsinnonlocalreaction-35.YuR.YuanTravellindiffusionsstemswithdelas,,gyy[]ii-andalcatonsANZIAMJ.5120094966.pp,()Gwavesin-?36.B.ZhangW.T.LiG.LinTravelindelaedredatorresstemswithnon,,,gyppyy[]localdiffusionandstaestructure49200911-1gMath.Comut.Modellin02029.,pg()?37G.B.ZhanW.T.LiZ.C.WanSreadinseedsandtravelinwavesfornonlocaldis,,,[]ggpgpgpersalequationswithdegeneratemonostablenonlinearity,J.DifferentialEquations2522012-12450965.()waves--38T.R.ZhangW.D.WanK.F.WangMinimaleedforanoncooerativediffusion,g,,pp[]_reactionsystemJ.DierentialEuations260201627632791.,ffq()-39L.ZhaoZ.C.WanS.G.RuanTravelinwavesolutionsinatworoueidemicmodel,,,[]gggppwithlatenteriod30201712-1pNonlinearit87325.,y()40钟承奎先令.M兰州:兰州大学出版社.,范,陈文塬非线性泛函分析引论(修订版),[][]2004.58 一兰州大学硕士学位论文类非局部扩散捕食-食饵模型的行波解致谢时光荏苒三年紧张而又充实的研究生生活转眼就要接近尾声了在这三年的学习期,,我得到了很多老师.间、同学和朋友的关心和帮助在学位论文即将完成之际我要向所,,有给予我支持、帮助和鼓励的人表示我最诚挚的谢意.感谢我的导师李万同教授对我的悉心教导在这篇论文的写作过程中从论文的选,,题.三年以来李、资料搜集、具体研究、到论文形成以及修改等都倾注了导师极大心血,老师无论从学习、科研和生活等方面都给予了我无微不至的关怀、鼓励和教诲使我得以,顺利完成学业.恩师高尚的品德、朴实谦逊的为人、严谨执着的治学态度、对数学研究的独到见解和诲人不倦的敬业精神都深深影响了我并使我终生受益.,,感谢兰州大学数学与统计学院的所有领导和老师们对我的教育和培养.感谢王智诚教授、林国教授、王宾国教授在讨论班上老师们渊博的知识、明锐的观,察力、追求完美的学术态度给我树立了榜样感谢老师们给我的建议、指导及帮助.,感谢杨飞英师姐在论文研究和修改过程中她给予了我极大的帮助而且提出了许多,宝贵的意见而且每次遇到问题师姐总是耐心的给予解答她精益求精的学术素养一直,,,深深地影响着我.感谢师门的兄弟姐妹和你们在一起学习和生活给我带来了很多快乐每次和你们在,,一起讨论我都受益颇多.感谢我所有的朋友和同学们是你们的陪伴、帮助、激励使我的生活丰富多彩.,感谢我的家人感谢你们为我无私的付出和大力支持你们是我坚强的后盾.,,,,谢谢你们最后感谢在百忙之中抽出时间参与论文审阅与答辩的各位专家与老师!郝玉霞2018年4月于兰州大学59

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