Local controllability for a Lotka-Volterra model
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2024 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Remat (Bento Gonçalves) |
Texto Completo: | https://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/article/view/6923 |
Resumo: | In this article, we apply the tools of mathematical controllability theory in biological models. The approximation method around equilibrium solutions was used to study the local controllability of Lotka-Volterra systems, which model population dynamics between prey and predator species. We performed an analysis to determine if specific problems of the Lotka-Volterra type have the property of local controllability, which is guaranteed for certain equilibrium points. This property consists of guaranteeing the existence of a control, u in L^infinite([0,tau];R), such that the solution satisfies x_1(tau)=x_{1,1} and x_2(tau)=x_{2,1} for each pair {(x_{1,0},x_{2,0}) ,(x_{1,1},x_{2,1})} in a neighborhood of some equilibrium point of the system, where x_1(t), x_2(t) denote the populations of prey and predator species, respectively, at time t>0 e x_{1,0}, x_{2,0} are the initial populations. |
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Local controllability for a Lotka-Volterra modelControlabilidad local para un modelo Lotka-VolterraControlabilidade local para um modelo Lotka-Volterramodelagem matemáticacontrolabilidademodelo de Lotka-Volterramathematical modelingcontrollabilityLotka-Volterra modelmodelaje matemáticocontrolabilidadmodelo de Lotka-VolterraIn this article, we apply the tools of mathematical controllability theory in biological models. The approximation method around equilibrium solutions was used to study the local controllability of Lotka-Volterra systems, which model population dynamics between prey and predator species. We performed an analysis to determine if specific problems of the Lotka-Volterra type have the property of local controllability, which is guaranteed for certain equilibrium points. This property consists of guaranteeing the existence of a control, u in L^infinite([0,tau];R), such that the solution satisfies x_1(tau)=x_{1,1} and x_2(tau)=x_{2,1} for each pair {(x_{1,0},x_{2,0}) ,(x_{1,1},x_{2,1})} in a neighborhood of some equilibrium point of the system, where x_1(t), x_2(t) denote the populations of prey and predator species, respectively, at time t>0 e x_{1,0}, x_{2,0} are the initial populations.En este artículo, aplicamos las herramientas de la teoría de controlabilidad matemática en modelos biológicos. Se utilizó el método de aproximación alrededor de soluciones de equilibrio para estudiar la controlabilidad local de sistemas tipo Lotka-Volterra, que modelan la dinámica de población entre especies de presas y depredadores. Realizamos un análisis para determinar si problemas específicos del tipo Lotka-Volterra tienen la propiedad de controlabilidad local, que está garantizada para ciertos puntos de equilibrio. Esta propiedad consiste en certificar la existencia de un control, u en L^infinito([0,tau];R), tal que la solución satisface que x_1(tau)=x_{1,1} y x_2(tau)=x_{2,1} para cada par {(x_{1,0},x_{2,0 }),(x_{1,1},x_{2,1})} en una vecindad de algún punto de equilibrio del sistema, donde x_1(t), x_2(t) denotan las poblaciones de especies de presas y depredadores, respectivamente, en el tiempo t>0 y x_{1,0}, x_{2,0} son las poblaciones iniciales.Neste artigo, aplicamos as ferramentas da teoria de controlabilidade matemática em modelos biológicos. Utilizou-se do método de aproximação em torno de pontos de equilíbrio para estudar a controlabilidade local de sistemas do tipo Lotka-Volterra, que modelam a dinâmica populacional entre espécies de presas e predadores. Realizamos uma análise para determinar se problemas específicos do tipo Lotka-Volterra apresentam a propriedade de controlabilidade local, o que é garantido para determinados pontos de equilíbrio. Tal propriedade consiste em garantir a existência de um controle, u pentence a L^infinito ([0,tau];R), de tal forma que a solução satisfaz que x_1(tau)=x{1,1} e x_2(tau)=x_{2,1} para cada par {(x_{1,0},x_{2,0}),(x_{1,1},x_{2,1})} em uma vizinhança de algum ponto de equilíbrio do sistema, em que x_1(t), x_2(t) são as populações de presas e predadores, respectivamente, em um tempo t>0 e x_{1,0}, x_{2,0} representam as populações iniciais.Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul2024-03-06info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionArtigo avaliado pelos paresapplication/pdfhttps://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/article/view/692310.35819/remat2024v10i1id6923REMAT: Revista Eletrônica da Matemática; Vol. 10 No. 1 (2024); e3003REMAT: Revista Eletrônica da Matemática; Vol. 10 Núm. 1 (2024); e3003REMAT: Revista Eletrônica da Matemática; v. 10 n. 1 (2024); e30032447-2689reponame:Remat (Bento Gonçalves)instname:Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS)instacron:IFRSporhttps://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/article/view/6923/3506Copyright (c) 2024 REMAT: Revista Eletrônica da Matemáticahttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessPuma, Francis Félix CórdovaHenarejos, Adriana Washington2024-03-06T20:21:58Zoai:ojs2.periodicos.ifrs.edu.br:article/6923Revistahttp://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMATPUBhttps://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/oai||greice.andreis@caxias.ifrs.edu.br2447-26892447-2689opendoar:2024-03-06T20:21:58Remat (Bento Gonçalves) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS)false |
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