具有潜伏者类和一般非线性发生率的传染病模型研究

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本文研究了具有潜伏者类和一般非线性发生率的几个传染病模型,着重分析了模型的地方病平衡点的全局稳定性.   第一章介绍了传染病数学模型的研究历史和发展概况,以及论文中用到的一些理论知识,如Lyapunov-LaSalles不变集原理、极限方程理论、几何方法、广义Bendixson-Dulac定理等研究方法.   第二章研究了一类具有常数输入、发生率函数形式较一般且与E和I都有关的SE(S)IS模型,得到了阈值条件:当基本再生数R0≤1时,利用Lyapunov-LaSalle不变原理证明了无病平衡点的全局稳定性;当R0>1时,证明了系统是一致持续生存的.利用广义Bendixson-Dualc定理排除了三维系统的周期解和奇异闭轨线,最终得到了保证地方病平衡点全局稳定的充分条件,并用Matlab软件对理论分析结果进行了数值模拟加以验证.   第三章研究了一类具有一般非线性发生率f(S,I)、常数输入、有因病死亡的SEIQR模型,我们证明了非线性发生率f(S,I)如果关于S单增则能保证地方病平衡点的存在性.利用Hurwitz判据得到了无病平衡点和地方病平衡点的局部稳定性,对于关于S、I单增并且关于I上凸的非线性发生率f(S,I),利用Lyapunov-LaSalle不变原理证明了无病平衡点和地方病平衡点的全局稳定性.最后对相关理论结果进行了数值模拟验证.   第四章首先研究了第三章提出的模型,得到了阈值条件.对于关于S单增、关于I上凸的非线性发生率f(S,I)我们证明了地方病平衡点的存在唯一性,当R0>1时,采用Li和Muldowney所发展的几何方法对于满足非常宽松条件的一类非线性发生率f(S,I),证明了地方病平衡点的全局稳定性,其次在该基础上,将发生率推广到f(S,E,I)和f(S,I,N)两种更为一般的形式,采用几何方法分别研究了这两种模型的地方病平衡点的全局稳定性.
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