J 2021

Dynamics of SIR model with vaccination and heterogeneous behavioral response of individuals modeled by the Preisach operator

KOPFOVÁ, Jana, Petra NÁBĚLKOVÁ, Dmitrii RACHINSKII a Samiha C. ROUF

Základní údaje

Originální název

Dynamics of SIR model with vaccination and heterogeneous behavioral response of individuals modeled by the Preisach operator

Autoři

KOPFOVÁ, Jana (703 Slovensko, domácí), Petra NÁBĚLKOVÁ (203 Česká republika, domácí), Dmitrii RACHINSKII (372 Irsko, garant) a Samiha C. ROUF (840 Spojené státy)

Vydání

Journal of Mathematical Biology, Heidelberg (Germany), SPRINGER HEIDELBERG, 2021, 0303-6812

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10101 Pure mathematics

Stát vydavatele

Německo

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Kód RIV

RIV/47813059:19610/21:A0000095

Organizační jednotka

Matematický ústav v Opavě

UT WoS

000669407800001

Klíčová slova anglicky

SIR model; Preisach hysteresis operator; Lyapunov function; Endemic equilibrium; Periodic orbit

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 28. 3. 2022 14:11, Mgr. Aleš Ryšavý

Anotace

V originále

We study global dynamics of an SIR model with vaccination, where we assume that individuals respond differently to dynamics of the epidemic. Their heterogeneous response is modeled by the Preisach hysteresis operator. We present a condition for the global stability of the infection-free equilibrium state. If this condition does not hold true, the model has a connected set of endemic equilibrium states characterized by different proportion of infected and immune individuals. In this case, we show that every trajectory converges either to an endemic equilibrium or to a periodic orbit. Under additional natural assumptions, the periodic attractor is excluded, and we guarantee the convergence of each trajectory to an endemic equilibrium state. The global stability analysis uses a family of Lyapunov functions corresponding to the family of branches of the hysteresis operator.