Algunos métodos clásicos para el análisis de un modelo de Aedes aegypti

Palabras clave: Aedes aegypti, serie de Taylor, teorema de Hartman-Großman, función de Lyapunov

Resumen

La aproximación de la serie de Taylor se utiliza con frecuencia para convertir sistemas dinámicos no lineales en sistemas lineales, mientras que el teorema de Hartman-Großman analiza el comportamiento cualitativo local del sistema no lineal en relación con un punto de equilibrio hiperbólico. La estabilidad global de un punto de equilibrio en el sentido de Lyapunov tiene como base el principio de que si el punto de equilibrio se altera y el flujo del sistema es disipativo, entonces el sistema debe ser estable. En este artículo, aplica estos métodos a un modelo ecológico de Aedes aegypti, cuya estabilidad local y global se caracteriza por un umbral de crecimiento poblacional. Se concluye que la teoría clásica de los sistemas dinámicos, se valida computacionalmente, arroja resul- tados teóricos a favor del control de la población local de Aedes aegypti, que se hace utilizable en la práctica si se refuerza el modelo propuesto con la estimación de los parámetros que describen las relaciones entre las etapas (acuáticas y aéreas) que conforman la población de mosquitos y la inclusión de estrategias de control de vectores para proteger a las personas de los virus transmitidos por el Aedes aegypti.

Biografía del autor/a

Julián Alejandro Olarte García, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia

MS in Biomathematics, Universidad del Quindío. BS in Mathematics, Universidad del Quindío. Member of the research group "Grupo de Modelación Matemática en Epidemiología", Universidad del Quindío, Armenia (Quindío), Colombia.
E-mail: jaolarteg@uniquindio.edu.co ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8972-582X

Aníbal Muñoz Loaiza, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia

PhD in Mathematical Sciences, FCFM-BUAP, Mexico. Specialist in Biomathematics, Universidad del Quindío. BS in Mathematics, Universidad del Quindío. Member of the research group "Grupo de Modelación Matemática en Epidemiología", Universidad del Quindío, Armenia (Quindío), Colombia.
E-mail: anibalml@hotmail.com ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9294-1363

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Julián Alejandro Olarte García, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia

MS in Biomathematics, Universidad del Quindío. BS in Mathematics, Universidad del Quindío. Member of the research group "Grupo de Modelación Matemática en Epidemiología", Universidad del Quindío, Armenia (Quindío), Colombia.
E-mail: jaolarteg@uniquindio.edu.co ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8972-582X

Aníbal Muñoz Loaiza, Universidad del Quindío, Armenia, Colombia

PhD in Mathematical Sciences, FCFM-BUAP, Mexico. Specialist in Biomathematics, Universidad del Quindío. BS in Mathematics, Universidad del Quindío. Member of the research group "Grupo de Modelación Matemática en Epidemiología", Universidad del Quindío, Armenia (Quindío), Colombia.
E-mail: anibalml@hotmail.com ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9294-1363

Referencias bibliográficas

S. Jana and T. K. Kar, "A mathematical study of a prey-predator model in relevance to pest control," Nonlinear Dyn., vol. 74, no 3, pp. 667-683, 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-013-0996-3

W. M. Solano, "Dos modelos simples del método de las moscas estériles para la eliminación de la mosca de la fruta," Pro Math., vol. 16, no. 31-32, pp. 165-181, 2002.

J. Páez, D. Jungmann, and S. Siegmund, "Modeling and Analysis of Integrated Pest Control Strategies via Impulsive Differential Equations," Int. J. Differ. Equ., vol. 2017, pp. 1-18, 2017. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/1820607

M. Derouich and A. Boutayeb, "An avian influenza mathematical model," Appl. Math. Sci., vol. 2, no. 36, pp. 1749-1760, 2008.

G. Q. Sun and Z. K. Zhang, "Global stability for a sheep brucellosis model with immigration," Appl. Math. Comput., vol. 246, pp. 336-345, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amc.2014.08.028

J. Zhang, Z. Jin, and Y. Yuan, "Assessing the spread of foot and mouth disease in mainland China by dynamical switching model," J. Theor. Biol., vol. 460, pp. 209-219, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.09.027

A. Elaiw, "Global analysis of a cocirculating target cells hiv model with differential drug efficacy and non-linear incidence rate," Miskolc Math. Notes, vol. 17, no. 1, pp. 231-244, 2016. DOI: https://doi.org/10.18514/MMN.2016.1287

J. M. Epstein, Nonlinear Dynamics, Mathematical Biology, and Social Science: Wise Use of Alternative Therapies. United States: crc Press, 2018.

J. M. Krueger, "Parameter Estimation Methods for Ordinary Differential Equation Models with Applications to Microbiology," Ph.D. dissertation, Virginia Tech, Blacksburg (VA), 2016.

T. T. Yusuf and F. Benyah,"Optimal control of vaccination and treatment for an sir epidemiological model," World J. Model. Simul., vol. 8, no. 3, pp. 194-204, 2012.

T. Asada, "Modelando la inestabilidad financiera," Rev. Eur. Econ. Polit. Econ. , vol. 9, pp. 215-232, 2012.

S. Ghosh, A. Deb, and G. Sarkar, "A new recursive method for solving state equations using Taylor series," Int. J. Electr. Comput. Eng., vol. 1, no. 2, pp. 22-27, 2012.

A. Abad, R. Barrio, M. Marco-Buzunariz, and M. Rodríguez, "Automatic implementation of the numerical Taylor series method: A Mathematica and Sage approach," Appl. Math. Comput., vol. 268, pp. 227-245, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.06.042

R. Barrio, M. Rodríguez, A. Abad, and F. Blesa, "Breaking the limits: the Taylor series method," Appl. Math. Comput., vol. 217, no. 20, pp. 7940-7954, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amc.2011.02.080

S. N. Li and B. Y. Cao, "On defects of Taylor series approximation in heat conduction models," Int. J. Heat Mass Transf., vol. 98, no. 2016, pp. 824-832, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.03.067

V. Šátek, F. Kocina, J. Kunovsky, and A. Schirrer, "Taylor series based solution of linear ode systems and matlab solvers comparison," ifac, vol. 48, no. 1, pp. 693-694, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.05.210

L. Perko, Differential Equations and Dynamical Systems. New York: Springer-Verlag, 1996. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4684-0249-0

D. S. Graça, N. Zhong, and H. S. Dumas, "The connection between computability of a non-linear problem and its linearization: The Hartman Grobman theorem revisited," Theor. Comput. Sci., vol. 457, no. 2012, pp. 101-110, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tcs.2012.07.013

M. W. Hirsch, S. Smale and R. L. Devaney, Differential Equations, Dynamical Systems, and an Introduction to Chaos. New York: Academic Press, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-382010-5.00015-4

S. M. O'Regan, T. C. Kelly, A. Korobeinikov, M. J. O'Callaghan, and A. V. Pokrovskii, "Lyapunov functions for sir and sirs epidemic models," Appl. Math. Lett., vol. 23, no. 4, pp. 446-448, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aml.2009.11.014

G. H. Moore, "The evolution of the concept of homeomorphism," Hist. Math., vol. 34, no. 3, pp. 333-343, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.hm.2006.07.006

J. E. Marsden, A. J. Tromba, and M. L. Mateos, Cálculo vectorial (vol. 69). Addison-Wesley Iberoamericana, 1991.

S. Wiggins, Introduction to applied non-linear dynamical systems and chaos (Vol. 2). Springer Science & Business Media, 2003.

H. K. Khalil and J. W. Grizzle. Non-linear systems (vol. 3). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2002.

J. A. Olarte-García and A. Muñoz-Loaiza, "Un modelo de crecimiento poblacional de Aedes aegypti con capacidad de carga logística," Rev. Mat., vol. 25, no. 1, pp. 79-113, 2018. DOI: https://doi.org/10.15517/rmta.v1i25.32233

H. M. Yang, M. D. L. D. G. Macoris, K. C. Galvani, M. T. M. Andrighetti, and D. M. V. Wanderley, "Assessing the effects of temperature on the population of Aedes aegypti, the vector of dengue," Epidemiol. Infect., vol. 137, no. 8, pp. 1188-1202, 2009. DOI: https://doi.org/10.1017/S0950268809002040

Cómo citar
Olarte García, J. A., & Muñoz Loaiza, A. (2021). Algunos métodos clásicos para el análisis de un modelo de Aedes aegypti. Revista Facultad De Ciencias Básicas, 17(1), 101–114. https://doi.org/10.18359/rfcb.5102
Publicado
2021-11-19
Sección
Artículos

Métricas

Crossref Cited-by logo
QR Code