ducadelfin

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Jun 25th, 2012
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  1. \documentclass[spanish]{amsart}
  2. \usepackage{babel}
  3. \usepackage[utf8]{inputenc}
  4. \usepackage{graphicx}
  5. \begin{document}
  6. \section*{introduccion}
  7. Esta parte del trabajo esta basada en un articulo \lq\lq A fractional-order differential equation model of HIV infection of CD $4^{+}$ T-cells" de Yongsheng Ding y Haiping Ye.
  8. En este articulo habla de la modelación del virus del VIH. Al hacer esta modelación se uso la \emph{Derivada Fraccionaria} ya que se apega mucho mas a la realidad del crecimiento del virus.\\
  9. El cual esta basado en las sig. ecuaciones:
  10. \begin{align*}
  11. S -\mu_{T} T+rT\left(1-\dfrac{T+I}{T_{max}}\right)-\dfrac{K_{1}VT}{1+\alpha V}&=0\\
  12. \dfrac{K'_{1}VT}{1-\alpha V}-\mu_{I}I&=0\\
  13. N\mu_{b}I-\dfrac{k_{1}VT}{1-\alpha V}-\mu_{V}V&=0.\\
  14. \end{align*}
  15. Donde las variables son T(celulas no infectadas), I(celulas infectadas) y V(densidad inicial de VIH).\\
  16. Todas las demas son constantes.
  17. \section*{Calculos}
  18. Vamos a hacer los calculos para encontar los los puntos de equilibrio.\\
  19. \begin{description}
  20. \item[Caso I ] $V\neq 0$ y $T\neq 0$\\
  21. Sean $w=\dfrac{TV}{1+\alpha V}$, $k=\dfrac{k'_{1}}{\mu_{I}}$ y $\gamma=N\mu_{b}k-k_{1}$.
  22. vamos a usar las tres ecuaciones planteadas en un inicio. Por la w y la k que definimos tenemos que:$$I=kw$$.
  23. Vamos a empezar por sustituir y tratar de llegar a un resultado.
  24. \begin{align*}
  25. Tomamos\,la\,tercera\,ecuacion,\\
  26. T\gamma &= -\mu_{V}-\alpha\mu_{V}V\\
  27. T\gamma + \alpha\mu_{V}V &= -\mu_{V}\\
  28. despejando,\\
  29. V&=\dfrac{-\mu_{V}-T\gamma}{\alpha\mu_{V}}
  30. \end{align*}
  31. Ahora vamos a encontrar el o los valores de T.
  32. \begin{align*}
  33. S-\mu_{I}T+rT-\dfrac{rT^2}{T_{max}}-\dfrac{krTw}{T_{max}}-k_{1}w&=0\\
  34. S-\mu_{I}T+rT-\dfrac{rT^2}{T_{max}}&=\left(\dfrac{krt}{T_{max}}+k_{1}\right)w=\left(\dfrac{krt}{T_{max}}+k_{1}\right)\dfrac{TV}{1+\alpha V}\\
  35. \left(\dfrac{-r}{T_{max}}T^{2}+(r-\mu_{I})T+S\right)\left(1+\left(-1+\dfrac{T\gamma}{\mu_{V}}\right)\right)&=\left(\dfrac{krT}{T_{max}}+k_{1}\right)\left(\dfrac{-\mu_{V}T-T^{2}\gamma}{\alpha\mu_{V}}\right)\\
  36. cancelamos y nos queda,
  37. -\dfrac{r\gamma}{T_{max}}T^{3}+\gamma(
  38. \end{align*}
  39. \item[Caso II ] $V=0$ $T=0$\\
  40. En el caso en el que V y T aon cero las ecuaciones que nnos quedan son las siguientes:
  41. \begin{align*}
  42. S&=0\\
  43. -\mu_{I}I&=0\\
  44. N\mu_{b}    I&=0\\
  45. \end{align*}
  46. es fácil ver como I=0 por lo que $E_{1}=(0,0,0)$.\\
  47. \item[Caso III ] $V=0$\\
  48. Al tener V=0 las ecuaciones que tenemos son:
  49. \begin{align*}
  50. S-\mu_{T}T+rT\left(1-\dfrac{T+I}{T_{max}}\right)&=0\\
  51. -\mu_{I}I&=0\\
  52. N\mu_{b}I&=0
  53. \end{align*}
  54. entonces tenemos que I=0.\\
  55. ahora tenemos que:
  56. \begin{align*}
  57. S-\mu_{T}T+rT\left(1-\dfrac{T}{T_{max}}\right)&=rT^{2}+\mu_{T}TT_{max}-rTT_{max}-ST_{max}\\
  58. &=rT^{2}+(\mu_{T}T_{max}-rT_{max})T-ST_{max}\\
  59. &=0\\
  60. \end{align*}
  61. Ahora vamos a ver el determinante de la ecuación para ver si tiene soluciones.
  62. \begin{align*}
  63. D&=\sqrt{(\mu_{T}TT_{max}-rT_{max})^{2}-4r(-ST_{max}}\\
  64. &=\sqrt{T_{max}^{2}(\mu_{T})^{2}+4rST_{max}}\\
  65. &=\sqrt{T_{max}(T_{max}(\mu_{T}^{2}-2\mu_{T}r+r^{2})+4Sr)}\\
  66. \end{align*}
  67. Sabemos por los valores de las constantes que el discriminante es mayor que que cero por lo que existen dos soluciones en este caso por lo cual la soluciones son $E_{2}=(T_{0},0,0)$, donde $T_{0}=\dfrac{-T_{max}(\mu_{T}-r)\pm\sqrt{T_{max}(T_{max}(\mu_{T}^{2}-2\mu_{T}r+r^{2})+4Sr)}}{2r}.$\\
  68. \item[Caso IV ] $T=0$\\
  69. En el caso en el que T=0 nos quedan las siguientes ecuaciones:
  70. \begin{align*}
  71. S&=0\\
  72. -\mu_{I}I&=0\\
  73. N\mu_{b}I-\mu_{V}V&=0\\
  74. \end{align*}
  75. este caso tiene la misma solución que el \emph{Caso II} y es $E_{1}=(0,0,0)$,por lo tanto cuando se haga el analisis de estabilidad son un mismo resultado.
  76. \end{description}
  77. \end{document}
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