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La metodología de Dubovitskii y Milyutin aplicada a un problema de control óptimo que se origina en un sistema ecológico

Autores: Coronel, Aníbal; Huancas, Fernando; Lozada, Esperanza; Rojas-Medar, Marko

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

La metodología de Dubovitskii y Milyutin aplicada a un problema de control óptimo que se origina en un sistema ecológico


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Modelo ecológico
Problema de control óptimo
Densidad de población
Depredador
Función de coste
Soluciones óptimas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Investigamos un problema de control para un modelo ecológico dado por un sistema de reacción-difusión. El modelo ecológico está dado por un sistema de EDP parabólicas no lineales de tres ecuaciones que modelan la interacción de tres especies considerando las suposiciones estándar de Lotka-Volterra. El problema de control óptimo consiste en la determinación de un coeficiente tal que la densidad de población del depredador disminuya. Reformulamos el problema de control como un problema de control óptimo introduciendo una función de costo apropiada. Luego, introducimos y demostramos tres tipos de resultados. Una primera contribución del artículo es el marco de bien planteamiento del modelo matemático considerando que la interacción de las especies está dada por respuestas funcionales generales. En segundo lugar, estudiamos las propiedades de diferenciabilidad de una función de costo. El tercer resultado es la existencia de soluciones óptimas, la existencia de un estado adjunto y una caracterización de la función de control. El primer resultado se demuestra mediante la aplicación de la teoría de semigrupos y el segundo y tercer resultado se demuestran mediante la aplicación del formalismo de Dubovitskii y Milyutin.

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