Análise da Estabilidade Local para Modelos Discretos Lotka-Volterra
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0375.2025.v46.53574Palavras-chave:
Lotka-Volterra, modelagem matemática, dinâmica populacional, estabilidade de sistemas discretosResumo
Este trabalho aplica a teoria de estabilidade de sistemas discretos a um modelo predador-presa com estrutura específica, formulado diretamente em tempo discreto. Esta abordagem oferece vantagens didáticas e computacionais para a modelagem de sistemas ecológicos com gerações não sobrepostas, contrastando com métodos que discretizam modelos contínuos. Esta formulação direta captura a natureza inerentemente discreta do monitoramento ecológico e de gerações não sobrepostas, ao mesmo tempo que apresenta desafios analíticos particulares. Por meio de linearização e análise espectral, obtemos condições explícitas de estabilidade para os três equilíbrios do sistema: extinção total, que é sempre instável; exclusão de predadores e coexistência, cujos comportamentos locais dependem de condições entre os parâmetros bióticos. Os resultados fornecem critérios práticos para prever a persistência populacional, oferecendo uma base para estudos aplicados em controle e conservação.
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Referências
Almaraz, P., Kalita, P., Langa, J. A., & Soler–Toscano, F. (2024). Structural stability of invasion graphs for Lotka–Volterra systems. Journal of Mathematical Biology, 88(64), 1–25. https://doi.org/10.1007/s00285-024-02087-8
Braverman, E., & Kinzebulatov, D. (2006). On linear perturbations of the Ricker model. Mathematical Biosciences, 202(2), 323–339. https://doi.org/10.1016/j.mbs.2006.04.008
Din, Q. (2013). Dynamics of a discrete Lotka–Volterra model. Advances in Difference Equations, 2013(1), 95. https://doi.org/10.1186/1687-1847-2013-95
Diniz, G. L. (2011). Equações de diferenças e sistemas: com aplicações biológicas (Vol. 54). SBMAC.
Fisher, M. E., Goh, B. S., & Vincent, T. L. (1979). Some stability conditions for discrete-time single species models. Bulletin of Mathematical Biology, 41, 861–875. https://doi.org/10.1007/BF02462383
Kekulthotuwage Don, S., Burrage, K., Helmstedt, K. J., & Burrage, P. M. (2023). Stability switching in Lotka–Volterra and Ricker-type predator–prey systems with arbitrary step size. Axioms, 12(4), 390. https://doi.org/10.3390/axioms12040390
Khaliq, A., Ibrahim, T. F., Alotaibi, A. M., Shoaib, M., & El-Moneam, M. A. (2022). Dynamical analysis of discrete-time two-predators one-prey Lotka–Volterra model. Mathematics, 10(21), 4015. https://doi.org/10.3390/math10214015
Krabs, W., & Pickl, S. (2010). Dynamical systems: Stability, controllability and chaotic behavior. Springer.
Luiz, K. S., Organista, J., Cirilo, E. R., Romeiro, N. M. L., & Natti, P. L. (2022). Convergência numérica de um sistema Telegraph Predator–Prey. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, 43(1Esp), 51–66. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2022v43n1Espp51
Lv, L., & Li, X. (2024). Stability and bifurcation analysis in a discrete predator–prey system of Leslie type with radio-dependent simplified Holling type IV functional response. Mathematics, 12(12), 1803. https://doi.org/10.3390/math12121803
Malthus, T. R. (1826). An essay on the principle of population (6th ed.). John Murray. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File:Malthus_(IA_darwin-online_1826_Malthus_A545.2).pdf&page=4
May, R. M. (1976). Simple mathematical models with very complicated dynamics. Nature, 261, 459–464. https://doi.org/10.1038/261459a0
Saber, E. (2005). An introduction to difference equations. Springer.
Saber, E. (2007). Discrete chaos: With applications in science and engineering (2nd ed.). CRC Press. https://www.taylorfrancis.com/books/9781420011043
Seno, H. (2008). A paradox in discrete single species population dynamics with harvesting/thinning. Mathematical Biosciences, 214(1), 63–69. https://doi.org/10.1016/j.mbs.2008.06.004
Verhulst, P. F. (1838). Notice sur la loi que la population poursuit dans son accroissement. In A. Quetelet, Correspondance Mathématique et Physique (Vol. 10, pp. 113–121). https://books.google.com.br/books?hl=fr&id=8GsEAAAAYAAJ&jtp=113&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false
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