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【6h】

具有预防接种且总人口数变化的传染病模型的稳定性分析

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第1章 绪论

1.1 综述

1.2 国内外发展概况

1.2.1 传染病模型的发展

1.2.2 具有时滞的传染病模型的发展

1.3 存在的问题及有待进一步研究的内容

1.4 课题来源

1.5 主要研究内容

1.5.1 具有预防接种和垂直传染的SIR模型

1.5.2 具有预防接种和疫苗有效期的SIRS模型

第2章 预备知识

2.1 常微分方程的基本概念及基本定理

2.1.1 基本概念

2.1.2 基本定理

2.2 极限方程理论

2.3 滞后型泛函微分方程相关概念及定理

第3章 具有预防接种和垂直传染的SIR模型

3.1 引言

3.2 模型的建立

3.3 模型的分析

3.3.1 平衡点的存在性

3.3.2 无病平衡点的稳定性

3.3.3 地方病平衡点的稳定性

3.4 模型的生物学解释

3.5 数值模拟

3.6 本章小结

第4章 具有预防接种和疫苗有效期的SIRS模型

4.1 引言

4.2 模型的建立

4.2.1 传染病的传播机理

4.3 平衡点的稳定性

4.3.1 平衡点的存在性

4.3.2 无病平衡点的稳定性分析

4.3.3 地方病平衡点的稳定性分析

4.4 Hopf分支的存在性

4.5 Hopf分支的分支方向

4.6 生物学解释

4.7 数值模拟

4.8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

传染病的预防和控制是一个十分重要的问题。预防接种是控制疾病流行的有效方法之一。本文利用微分方程理论研究了具有预防接种的流行病模型,找到控制疾病传播的阈值,主要工作如下:
   ⑴考虑总人口数是常数输入的影响,研究了一类具有预防接种和垂直感染的传染病模型。利用分析方法讨论了模型无病平衡点和地方病平衡点的存在性,得到了决定疾病绝灭与否的阈值。分别利用特征值方法和Routh-Hurwitz判据得到了无病平衡点和地方病平衡点的局部稳定性。利用构造Lyapunov函数的方法,给出了无病平衡点的全局稳定性充分条件,利用LaSalle不变集原理,获得了地方病平衡点的全局稳定性充分条件,并且利用Matlab软件进行了数值模拟。
   ⑵考虑了疫苗的有效期对模型的影响,研究了一类预防接种下总人口数变化的SIRS传染病模型,利用分析方法讨论了无病平衡点和地方病平衡点的存在性,得到了决定疾病绝灭与否的阈值。利用Hurwitz判据得到无病平衡点的局部稳定性充分条件。利用Lyapunov定理证明了无病平衡点和地方病平衡点的全局稳定性。利用Hopf分支理论讨论了地方病平衡点的Hopf分支的存在性。利用中心流型理论和规范型方法得到了Hopf分支的分支方向和稳定性的充分条件。并且利用Matlab软件进行了数值模拟。
   ⑶通过对具有预防接种的流型模型的研究,可以找到更好地控制流行病传播的方法,这对于人类的健康和传染病的控制工作有着重要的理论和现实意义。

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