Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/12231
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorPah Chin Hee, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorFarrukh Mukhamedov, Ph.Den_US
dc.contributor.authorAzizi Roslien_US
dc.date.accessioned2024-08-01T01:22:26Z-
dc.date.available2024-08-01T01:22:26Z-
dc.date.issued2024-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/12231-
dc.description.abstractLotka-Volterra (LV) operator has been the subject of study in dynamical systems, notably on the asymptotic behaviour of its trajectory. In this thesis, we introduce a general class of LV operator defined on a simplex. This class of LV operator encompasses most of the previously studied LV operators. Our aim is to study the dynamics of operators derived from it for lower dimensional simplex. Firstly, we provide conditions, under which the operator is a bijection when restricted to 2-dimensional simplex (2-simplex). We showed that under such conditions the operator is a homeomorphism, i.e., the determinant of its Jacobian is non-zero. Previously, it was shown that any LV operator which satisfies f-monotonicity condition is bijective. Here, we disprove its converse by giving an example of a bijective LV operator which is not f-monotone. In the second part, we consider and study the limiting behaviour of a class of LV operator defined on the 2-simplex. We find that its interior fixed point is unique. Then, by constructing a Lyapunov function we show that the limiting set lies in the boundary. We also provide a description of the path taken by its trajectory as the number of iterations tends to infinity. We estimate the time the trajectory spent within a neighbourhood of a vertex, and we find that the trajectory does not remain in any of the neighbourhoods. Thereupon, we proceed to show that the operator has the property of being non-ergodic. Then, a special case of the operator above is considered in the next part, in which we consider a convex combination of this non-ergodic higher order LV operator and a regular quadratic LV operator. We find that fixed points exist at the edge of the 2-simplex when its respective parameter is above a critical value. Furthermore, they are saddle-nodes when parameter exceeds the critical value by certain amount or repelling if otherwise. Then, by imposing a condition to its parameter we construct a Lyapunov function for the operator. We show that, under such condition; the LV operator derived from such combination has the property of being regular, and its trajectory converges to one of the vertices for any initial point other than the edge fixed points and interior fixed point. A full description of the limit set of such a trajectory is also obtained. In the final part, we consider a class of LV operator defined on the 3-dimensional simplex (3-simplex). Besides having a unique interior fixed point, we also show the existence of uncountable fixed points on two of its edges. We construct several Lyapunov functions, by which we find that its trajectory converges to the edges. Then, we prove the existence of a subset of 3-simplex with positive measure such that the trajectory of the operator does not converge for any initial point taken from the set, and the eventual path taken by such trajectory is described. Using similar technique as in the case of 2-simplex, we show that the Cesaro mean of its trajectory diverges, i.e., the operator is non-ergodic. At the end, the dynamics on its 2-dimensional faces (2-faces) are studied. The operator is found to be regular when restricted on its 2-faces, and the limiting set is estimated.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuantan, Pahang : Kulliyyah of Science, International Islamic University Malaysia, 2024en_US
dc.rightsJOINTLY OWNED WITH A THIRD PARTY(S) AND/OR IIUM
dc.titleDynamics of some classes of Lotka-Volterra stochastic operators on low dimensional simplexen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityG2017621Aziziroslien_US
dc.description.identifierThesis : Dynamics of some classes of Lotka-Volterra stochastic operators on low dimensional simplex / by Azizi bin Roslien_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Scienceen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Computational and Theoretical Sciences)en_US
dc.description.degreelevelDoctoral
dc.description.abstractarabicمشغل لوتكا-فولتر (LV) هو موضوع لدراسة الأنظمة الديناميكية، ولا سيما على السلوك المقارب لمسار المشغل ثنائي التطابق. في هذه الأطروحة، نقدم فئة عامة من مشغل LV محدد على بسيطة. تشمل هذه الفئة من مشغل LV معظم مشغلي LV التي تمت دراستها سابقًا. هدفنا هو دراسة ديناميكيات المشغلين المشتقة منها للبسيطة ذات الأبعاد المنخفضة. أولًا، نوفر شروطًا، بموجبها يكون المشغل ثنائي التطابق عند تقييده إلى بسيطة ثنائية الأبعاد (2-بسيطة). لقد أظهرنا أنه في ظل هذه الظروف يكون المشغل ثنائي التطابق تناظرًا منزليًا، أي أن محدد جاكوبي الخاص به غير صفري. سبق أن ثبت أن أي مشغل LV الذي يفي بشروط f-متباينة يكون ثنائي التطابق. هنا، نثبت عكسه من خلال إعطاء مثال على مشغل LV ثنائي التطابق ليس f-متباينة. في الجزء الثاني، ندرس السلوك المقارب لفئة من مشغل LV محدد على 2-بسيطة. نجد أن نقطة ثابتة داخلية له فريدة من نوعها. ثم، من خلال بناء دالة لياپانوف، تظهر أن مجموعة الحدود تقع في الحدود. كما نقدم وصفًا للمسار الذي يسلكه مساره عندما يميل عدد التكرارات إلى اللانهاية. نقدر الوقت الذي يقضيه المسار في حي من أحد الرؤوس، ونجد أن المسار لا يبقى في أي من الأحياء. نستمر في إثبات أن المشغل يمتلك خاصية عدم إِرْغَوْدِيّ. و في الجزء التالي، يتم النظر في حالة خاصة من المشغل أعلاه، حيث نعتبر مزيجًا محدبًا لهذا المشغل غير إِرْغَوْدِيّ من الدرجة الأعلى ومشغل LV تربيعي ثنائي التطابق. نجد أن نقاط ثابتة موجودة عند حافة 2-بسيطة عندما يكون معيارها الخاص أعلى من قيمة حرجة. علاوة على ذلك، فهي هياكل حدبة عندما يتجاوز المعلمة القيمة الحرجة بكمية معينة أو تنفر إذا لم يكن كذلك. ثم، من خلال فرض شرط على معياره، نقوم ببناء دالة لياپانوف للمشغل. تظهر أنه، في ظل مثل هذه الحالة؛ يمتلك المشغل LV المشتق من مثل هذا المزيج خاصية الانتظام، ويصل مساره إلى أحد الرؤوس لأي نقطة أولية أخرى غير نقاط الثابتة على الحافة ونقطة الثابتة الداخلية. يتم الحصول أيضًا على وصف كامل لمجموعة الحدود لمثل هذا المسار. في الجزء الأخير، نعتبر فئة من مشغل LV محدد على 3-بسيطة (3-بسيطة). بالإضافة إلى وجود نقطة ثابتة داخلية فريدة من نوعها، نظهر أيضًا وجود عدد لا حصر له من نقاط ثابتة على اثنتين من حوافه. نقوم ببناء العديد من وظائف لياپانوف، والتي من خلالها نجد أن مساره يقترب من الحواف. ثم نثبت وجود مجموعة من 3-بسيطة ذات قياس موجب بحيث لا يقترب مسار المشغل لأي نقطة أولية مأخوذة من المجموعة، ويتم وصف المسار النهائي الذي يسلكه مثل هذا المسار. باستخدام تقنية مماثلة نظهر أن متوسط مساره ينحرف، أي أن المشغل غير إِرْغَوْدِيّ. في النهاية، يتم دراسة الديناميكيات على وجوهها ثنائية الأبعاد (2-وجوه). تم العثور على المشغل ليكون منتظمًا عند تقييده على 2-وجوه، وتم تقدير مجموعة الحدود.en_US
dc.description.nationalityMalaysianen_US
dc.description.emailazizi.rosli@live.iium.edu.myen_US
dc.description.contactnumber0132589947en_US
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.myen_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2024.en_US
dc.description.physicaldescription1 online resource (xiii, 100 leaves) .en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextrestricted-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOS Thesis
Files in This Item:
File SizeFormat 
G2017621Azizirosli_SEC.pdf
  Restricted Access
13.37 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.