全衛(wèi)貞 李曉培
(嶺南師范學(xué)院基礎(chǔ)教育學(xué)院,廣東 湛江524037)
差分方程知識(shí)理論的研究在近二十年來得到了快速的發(fā)展。其理論已變成生物學(xué)、工程控制、計(jì)算機(jī)、信息系統(tǒng)、化學(xué)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的重要理論依據(jù)。它主要來源于連續(xù)微分方程的離散化、某些離散方法及各種離散問題(如控制論、生態(tài)學(xué)、藥物動(dòng)力學(xué))。
在文獻(xiàn)[1]中,給出了二階差分方程漸近穩(wěn)定性質(zhì)方面的定理,本文針對(duì)其中兩個(gè)定理給出與其不同的證明方法。此外,我們將方程改成還可以得到另外的兩個(gè)定理。
考慮二階差分方程
引理1[1]由二階差分方程得函數(shù)f(u,v),令,。若T<1-<2,則平衡解是二階差分方程的局部漸近穩(wěn)定解。
引理2[1]由二階差分方程得函數(shù)f(x,y),若函數(shù)f(x,y)滿足下面兩個(gè)條件:
(1)f(x,y)關(guān)于x單調(diào)遞減,關(guān)于y單調(diào)遞減;
(2)若有f(m,m)=M和f(M,M)=m,則m=M。
引理3[1]由二階差分方程得函數(shù)f(x,y),若函數(shù)f(x,y)滿足下面兩個(gè)條件:
(1)f(x,y)關(guān)于x單調(diào)遞增,關(guān)于y單調(diào)遞減;
(2)若有f(m,M)=m和f(M,m)=M,則m=M。
引理4[1]若二階差分方程為xn+1=f0(xn,xn-1),xn+f1(xn,xn-1)xn-1滿足下面三個(gè)條件:
(1)f0(x,y)和f1(x,y)關(guān)于x不增,關(guān)于y不增;
(2)f0(x,y)>0(x≥0);
從文獻(xiàn)[1],我們得到下面的定理1和定理2,并給出與文獻(xiàn)[1]不同的證明方法。此證明方法的特點(diǎn)在于先由原差分方程得到函數(shù)f(u,v),從而得到。再根據(jù)的情況來判斷平衡解的漸近穩(wěn)定性,其優(yōu)點(diǎn)是可以適用于判斷所有二階差分方程的平衡解的漸近穩(wěn)定性。
(2)方程(1)沒有素二周期解。
另一方面,因?yàn)?/p>
②方法a 反證法,假設(shè)方程(1)存在素二周期解,設(shè)為Λ,Φ,Ψ,Φ,Ψ,Λ,則
故方程(1)沒有素二周期解。
方法b 用文獻(xiàn)[1]中的定理,我們也可以判斷方程(1)沒有素二周期解,具體的證明過程這里將不再贅述。
定理2方程(1)的平衡解是全局漸近穩(wěn)定的。
那么m=M,否則p+q=1,與p、q的任意性矛盾。
定理4若 p>1,則方程(2)的正平衡解是全局漸近穩(wěn)定的。
綜合之,得m=M。