Efectos de la difusión y los retrasos en el comportamiento dinámico de un modelo de competencia y cooperación
Autores: Alfifi, Hassan Y.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Efectos de la difusión y los retrasos en el comportamiento dinámico de un modelo de competencia y cooperación
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Competencia
Cooperación
Retrasos
Estabilidad
Bifurcación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga un modelo de competencia y cooperación entre dos empresas con reacción, difusión y retrasos. Se considera la estabilidad y la bifurcación de Hopf para variantes con dos, uno y ningún retraso al examinar un sistema de ecuaciones ODE de retraso de forma analítica y numérica, aplicando el método de Galerkin. Se obtiene una condición que ayuda a caracterizar la existencia de puntos de bifurcación de Hopf. Se discuten en detalle mapas completos de análisis de estabilidad. Con diagramas de bifurcación, se muestran tres casos diferentes de retraso para determinar las regiones estables e inestables. Se encuentra que cuando hay dos regiones de estabilidad diferentes y que sin un retraso () hay solo una región estable. Además, se consideran los efectos de los retrasos y los parámetros de difusión en todas las demás tasas libres en el sistema; estos pueden afectar significativamente las áreas de estabilidad, con importantes consecuencias económicas para el desarrollo de empresas. Además, se discute con más detalle la relación entre los parámetros de difusión y retraso: se encuentra que el valor del retraso temporal en el punto de Hopf aumenta exponencialmente con el coeficiente de difusión. Un aumento en el coeficiente de difusión también puede llevar a un aumento en los valores de punto de Hopf de las tasas de crecimiento intrínsecas. Finalmente, se utilizan diagramas de bifurcación para identificar instancias específicas de ciclos límite, y se presentan retratos de fase 2-D para ambos sistemas para validar todos los resultados teóricos discutidos en este trabajo.
Descripción
Este estudio investiga un modelo de competencia y cooperación entre dos empresas con reacción, difusión y retrasos. Se considera la estabilidad y la bifurcación de Hopf para variantes con dos, uno y ningún retraso al examinar un sistema de ecuaciones ODE de retraso de forma analítica y numérica, aplicando el método de Galerkin. Se obtiene una condición que ayuda a caracterizar la existencia de puntos de bifurcación de Hopf. Se discuten en detalle mapas completos de análisis de estabilidad. Con diagramas de bifurcación, se muestran tres casos diferentes de retraso para determinar las regiones estables e inestables. Se encuentra que cuando hay dos regiones de estabilidad diferentes y que sin un retraso () hay solo una región estable. Además, se consideran los efectos de los retrasos y los parámetros de difusión en todas las demás tasas libres en el sistema; estos pueden afectar significativamente las áreas de estabilidad, con importantes consecuencias económicas para el desarrollo de empresas. Además, se discute con más detalle la relación entre los parámetros de difusión y retraso: se encuentra que el valor del retraso temporal en el punto de Hopf aumenta exponencialmente con el coeficiente de difusión. Un aumento en el coeficiente de difusión también puede llevar a un aumento en los valores de punto de Hopf de las tasas de crecimiento intrínsecas. Finalmente, se utilizan diagramas de bifurcación para identificar instancias específicas de ciclos límite, y se presentan retratos de fase 2-D para ambos sistemas para validar todos los resultados teóricos discutidos en este trabajo.