Advances in Applied Mathematics
Vol.
08
No.
11
(
2019
), Article ID:
33111
,
7
pages
10.12677/AAM.2019.811214
The Stabilities for a Class of Nonlinear Differential Systems with Time-Delay
Ran Huo1, Xiaoli Wang2*
1College of Science, Inner Mongolia Agriculture University, Huhhot Inner Mongolia
2College of Statistics and Mathematics, Inner Mongolia University Financial and Economics, Huhhot Inner Mongolia

Received: Oct. 31st, 2019; accepted: Nov. 15th, 2019; published: Nov. 22nd, 2019

ABSTRACT
In this paper, we discuss the stability for a class of nonlinear differential systems by using integral inequalities.
Keywords:Integral Inequalities, Monotonous, Time-Delay Nonlinear Differential System, Stability
一类非线性时滞微分系统的稳定性
霍冉1,王晓丽2*
1内蒙古农业大学理学院数学与统计学系,内蒙古 呼和浩特
2内蒙古财经大学统计与数学学院数学系,内蒙古 呼和浩特

收稿日期:2019年10月31日;录用日期:2019年11月15日;发布日期:2019年11月22日

摘 要
由一类积分不等式推导给出一类非线性时滞微分系统Lipschitz稳定性判断准则。
关键词 :积分不等式,单调,非线性时滞系统,稳定

Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.
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http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 准备工作
定义1 [1] :若时滞微分方程中未知函数的最高阶导数含有两个不同的变元值,称之为中立型时滞微分方程;
考虑时滞微分系统:
(1.1)
其中
,,,,, 为常数,给定初始函数:
,
连续可微 (1.2)
我们总假定(1.1)满足初始条件(1.2)的解存在唯一,并用
表示(1.1)满足条件(1.2)的解。
定义2 [2] :称(1.1)的平凡解关于部分变元y是Lipschitz稳定的,如果存在常数
和
,使当
(对
)时,有:
于
成立,简记为LS;
定义3 [3] [4] :称(1.1)的平凡解关于部分变元y是一致Lipschitz稳定的,若定义2中的M和
均与
无关,简记为ULS;
引理1:设如下条件于
成立
(I):常数
;
(II):
其中:
,,,,
,,
均为
上非负连续函数,
且:
,, 均为大于1的常数,
,,
令:
,
(III) 设
且
,
,
,
则有:
注:该引理已在文献 [5] 中证明。
2. 一类非线性时滞微分系统的稳定性
考虑如下微分系统:
(2.1)
其中:
,
,
, 有界,
,,于
由引理1,可得与系统(2.1)的解等价的积分系统的解:
(2.2)
主要结论:对于系统(2.1)而言,假设下列条件于
时成立:
1)
,,
2)
3) 其中
,,
,,
如 [6] 中定理
3.1.1
所设,且单调不增。
4)
且
,且,
其中
如 [7] [8] [9] 中引理所设
则系统(2.1)的零解在
中一致Lipschitz渐近稳定。
证明:由系统(2.1)的等价系统(2.2):
由条件1),2),得到:
(2.3)
于是有:
(2.4)
令
,由
,注意到
,故可设
,由此可得:
(2.5)
令:
,
,
令:
显然
单调不减,且由
的定义,有
,因此:
(2.6)
其中
注意到定理条件,由引理可得;
其中:
,注意到
的定义,可得:
注意到定理的条件,有如下事实:
,,,
,且有:
,于是令:
于是,对一切
时,有
一致的成立。于是,可得结论成立。
基金项目
内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZY16141,NJZY17064)。
文章引用
霍 冉,王晓丽. 一类非线性时滞微分系统的稳定性
The Stabilities for a Class of Nonlinear Differential Systems with Time-Delay[J]. 应用数学进展, 2019, 08(11): 1845-1851. https://doi.org/10.12677/AAM.2019.811214
参考文献
- 1. 斯力更. 具有变量时滞的非线性中立型微分方程组的有界性和稳定性[J]. 数学学报, 1974(3): 197-204.
- 2. 斯力更. 关于Lipschitz稳定性的注记(I) [J]. 内蒙古师范大学学报, 1994(4): 1-4.
- 3. 斯力更. 关于Lipschitz稳定性的注记(II) [J]. 内蒙古师范大学学报, 1995(2): 1-4.
- 4. 斯力更. 关于Lipschitz稳定性的注记(III) [J]. 内蒙古师范大学学报, 1996(2): 1-5.
- 5. Huo, R., Wang, X.L. and Si, L.G. (2009) A Generalization of a Class of Integral Inequality. Journal of Inner Mongolia Agricultural University (Natural Science Edition), 30, 267-273.
- 6. 霍冉, 张彩琴, 王晓丽, 斯力更. 基于一类积分不等式上的中立型微分系统的Lipschitz稳定性[J]. 数学的实践与认识, 2009, 39(9): 231-234.
- 7. 斯力更, 王凤. 一类非线性微分系统关于部分变元的稳定性[J]. 内蒙古师范大学学报(自然科学版), 2006, 35(1): 1-6.
- 8. uo, R.,Wang, X.L. and Si, L.G. (2008) Exponential Asymptotic Stability for Nonlinear Neutral Systems with Multiple Delay. Journal of Xuzhou Normal University, 26, 80-84.
- 9. 霍冉. 几类时滞微分方程的稳定性[D]: [硕士学位论文]. 呼和浩特: 内蒙古师范大学, 2008.
NOTES
*通讯作者。