(c) ,
则依概率1有
。
(6)随机积分不等式[30] 设 满足
,
其中 ,则
。
其中 表示所有可测的, 适应的,并对满足所有的 , 的随机过程 所构成的空间。
(7)鞅、局部鞅、二次变分[24] 一个 值 适应的可积的随机过程 满足
。
则该随机过程称为关于 的鞅。
如果 是一个实值平方可积连续鞅,则存在一个唯一的连续可积的适应增过程,记为 ,使得 是一个在 时等于零的连续鞅。 过程 称为 的二次变分。
一个右连续的适应过程 称为局部鞅,如果存在一个非减的停时序列 ,满足 ,使得每个 是鞅。
若 是连续的实值局部鞅,则存在唯一的一个连续适应的有界变差过程 ,使得 是在 时为零的连续局部鞅,过程 称为 的二次变分。
(8)Brown运动[24] 设 是带有滤子 的概率空间。 若一维实值连续 适应的随机过程 满足下列条件:
(i) ,
(ii) 对任意的 服从均值为零,方差为 的正态分布,也就是 ,
(iii) 对任意的 与 独立,
则 称为Brown运动或Wiener过程。
3 解的存在性与唯一性
由于 和 都表示毒物的浓度,所以需要满足条件 , 。实际上,我们有如下引理:
引理1 对模型(2),如果 ,则 , , 。
下面总是假设条件 成立。 现在考虑模型(2)的子系统:
(3)
系统(3)也是一个种群模型, 我们首先必须给出一些条件为保证模型(3)有唯一的全局正解。 实际上,我们有如下定理:
定理 1 对于模型(3),如果 ,则对任意给定的初值 ,模型(3)有定义在 上的唯一全局解 ,并且此解以概率1不离开 。
证明 由于模型(3)的系数满足局部Lipschitz条件,故对任意给定的初始条件 ,模型(3)存在定义在 上的唯一的局部饱和解 ,其中 表示爆炸时刻[31] 。为证明此解是全局的,仅需证明 。 为此,令 充分大,使得所有 的分量都在区间 内。 对每个整数 ,定义停时文献综述
。
我们约定 。 显然, 关于 是单调增加的。 令 ,其中 。现只需证明 。若此结论不真,则存在 和 ,使得
。
于是存在整数 满足
。 (4)
定义如下的 函数 :
。
此函数的非负性可由下式看出
。
根据Itô公式可得:
, (5)
其中
。
显然,存在常数 ,使得 。 将此不等式代入(5)中可得
。
因此可得
。
两端取均值可得
。 (6)
令 ,则根据不等式(4),我们得到
。
注意到对 ,存在一个 使得 或者等于 或者等于 ,因此 不会小于
。
再由(6)可得
,
其中 是 的指标函数。 令 得出矛盾
。
证毕。
4 解的有界性
在上一章中,我们已经证明了模型(3)具有唯一的全局正解,接下来我们证明该解是随机有界的。