Ciclos límites en modelos depredador-presa

• Autores: Liliana Puchuri Medina
• Localización: Selecciones Matemáticas, ISSN-e 2411-1783, Vol. 4, Nº. 1, 2017 (Ejemplar dedicado a: Enero - Julio), págs. 70-81
• Idioma: español
• DOI: 10.17268/sel.mat.2017.01.08
• Títulos paralelos:
  • Limit Cycles in Predator-Prey Models
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• Resumen
  • español

    El modelo clásico de Lotka-Volterra pertenece a una familia de ecuaciones diferenciales denominada “Lotka-Volterra generalizado”, que forma parte de una clasificación de cuatro modelos de campos cuadráticos con centro. Estos modelos han sido estudiados para responder el problema infinitesimal de Hilbert, que consiste en determinar el número de ciclos límites que posee un sistema hamiltoniano perturbado y con centro. En este trabajo, en primer lugar presentamos una prueba alternativa de la existencia de centros en el modelo depredador-presa de Lotka-Volterra. Esta nueva prueba se basa en ecuaciones algebraicas dadas por Kapteyn, que surgieron para responder al problema de Poincaré para campos cuadráticos. En segundo lugar, usando el teorema de la bifurcación de Hopf, probamos que modelos depredador-presa más realistas, obtenidos por una pertubación no lineal del modelo de Lotka-Volterra clásico, poseen ciclos límites.

  • English

    The classic Lotka-Volterra model belongs to a family of differential equations known as “Generalized Lotka-Volterra”, which is part of a classification of four models of quadratic fields with center. These models have been studied to address the Hilbert infinitesimal problem, which consists in determine the number of limit cycles of a perturbed hamiltonian system with center. In this work, we first present an alternative proof of the existence of centers in Lotka-Volterra predator-prey models. This new approach is based in algebraic equations given by Kapteyn, which arose to answer Poincaré’s problem for quadratic fields. In addition, using Hopf Bifurcation theorem, we proof that more realistic models, obtained by a non-linear perturbation of a classic Lotka-Volterra model, also possess limit cycles.

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