فهرست مطالب

مدل سازی پیشرفته ریاضی - سال سیزدهم شماره 4 (زمستان 1402)

فصلنامه مدل سازی پیشرفته ریاضی
سال سیزدهم شماره 4 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/11/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • رضا چهارپاشلو*، احسان لطفعلی قصاب صفحات 503-523
    به طور کلی فرایند انتشار هر ویروس در بدن انسان شامل پنج مرحله است که شامل الصاق ویروس به سلول میزبان، نفوذ، آماده سازی برای تکثیر و انتشار می باشد. با این حال ویروس های متفاوت دارای سیکل زندگی متفاوتی هستند. در این مقاله به مدل سازی رفتار ویروس کرونا در بدن هر فرد مبتلا و تحلیل رفتار این ویروس در بدن فرد با استفاده از سیستم های دینامیکی می پردازیم که برای این امر به مطالعه دینامیک رقابت تکاملی بین استراتژی ویروس کرونا و سلول های ایمنی بدن بخصوص لنفوسیت های B و T می پردازیم.
    کلیدواژگان: سیستم های دینامیکی، تعادل، نفوذ، تکثیر، انتشار، لنفوسیت B و T
  • سید خلیل اکرامی* صفحات 524-533
    یک دنباله از نگاشت های خطی پیوسته$\{\Phi_n\}_{n=0}^\infty$ از *C-مدول هیلبرت M به M یک ابراشتقاق موضعی نامیده می شود، اگر برای هر a∈M یک ابراشتقاق پیوسته $\{\varphi_{a,n}\}_{n=0}^\infty$ روی M وجود داشته باشد به طوری که به ازای هر عدد طبیعی Phi_n(a)=\varphi_{a,n}(a) ،n. در این مقاله نشان خواهیم داد که اگر M یک *C-مدول هیلبرت باشد به طوری که هر اشتقاق موضعی رو M یک اشتقاق باشد، آنگاه هر ابراشتقاق موضعی روی M یک ابراشتقاق است. همچنین نشان می دهیم که هر ابراشتقاق موضعی روی یک *C-جبر یک دار به طور خودکار پیوسته است.
    کلیدواژگان: *C- مدول هیلبرت، ابر اشتقاق، اشتقاق‏، ابر اشتقاق موضعی، اشتقاق موضعی
  • یوسف محمدی*، حسین خیری، رویا قاسم خانی صفحات 534-544
    ‏کنترل جرم‏ و برقراری امنیت، از جمله نیازهای ضروری توسعه در هر جامعه ای محسوب می شود. یکی از نظریه های ‏بسیار پرکاربرد علم جرم شناسی که از دهه 1990 میلادی متولد شد جرم شناسی پست مدرن یا التقاطی است. جرم شناسی پست مدرن با ترکیب نظریه های مختلف علمی از جمله ریاضی سعی در تحلیلی همه جانبه از جرم دارد. امروزه برای مطالعه رفتارهای دینامیکی بسیاری از پدیده ها و فرایندها در علوم مهندسی، علوم پایه و علوم انسانی از مدل های ریاضی استفاده می شود. مدل سازی ریاضی یکی از ابزار های مهم دانشمندان در کنترل و پیش بینی آینده پدیده های دینامیکی مختلف است. در حوزه علم حقوق و به خصوص در حوزه علم جرم شناسی‏، این مدل ها برای ارزیابی راهبردهای کنترل جرم بسیار سودمند هستند. در این مقاله با استفاده از ریاضی به مدل سازی دینامیکی جرم و تحلیل آن می پردازیم.
    کلیدواژگان: جرم، جرم شناسی پست مدرن‏‏، معادلات دیفرانسیل
  • امین جاجرمی*، مجتبی حاجی پور، لیلا ترک زاده صفحات 545-555
    در این مقاله، یک روش تقریبی ساده و با مرتبه ی دقت بالا برای حل مسائل کنترل بهینه ارائه می شود. در این روش، ابتدا با استفاده از شرایط لازم بهینگی مبتنی بر اصل ماکزیمم یابی پونتریاگین، مساله ی کنترل بهینه ی داده شده به یک مساله ی مقدار مرزی دو نقطه ای تبدیل می شود. سپس با اعمال یک فرمول تفاضلات متناهی مرتبه ی دوم، مساله ی مقدار مرزی حاصل را گسسته نموده و یک دستگاه معادلات جبری را فرمول بندی می کنیم. آنالیز همگرایی روش پیشنهادی نیز مورد بحث قرار می گیرد و روابط ماتریسی برای سهولت پیاده سازی ارائه می شود. نتایج عددی به دست آمده در این تحقیق با برخی روش های دیگر مقایسه می شود، که این نتایج مبین دقت، سرعت و کارایی بالای روش پیشنهادی برای حل مسائل کنترل بهینه ی خطی و غیرخطی است.
    کلیدواژگان: مساله ی کنترل بهینه، اصل ماکزیمم یابی پونتریاگین، روش تفاضلات متناهی
  • زهرا حسن پور یخدانی*، محمدباقر اسدی، علی اسدی وصفی صفحات 556-562

    در این مقاله، ساختار ایده آل های بسته در *C-جبر (X, A) C، یعنی فضای تمام توابع پیوسته از فضای توپولوژیک هاوسدورف Xبه *C-جبر A را تعیین می نماییم. درواقع، نشان می دهیم برای هر ایده آل بسته I از (X, A) C، زیرمجموعه بسته ای مانند F از فضای توپولوژیک X × Prim (A) وجود دارد به طوری که:{f ∈ C (X, A) : ∀ (x, P)∈F ,f (x) ∈ P}=I.

    کلیدواژگان: *C-جبرها، جبرهای عملگری، ایده آل، حاصل ضرب تانسوری
  • مرتضی سهرابی*، مصطفی حسنلو صفحات 563-573

    ر این مقاله ابتدا از دیدگاه نظریه اندازه، تبدیل دوگال عملگرهای شرطی از نوع لامبرت را محاسبه می کنیم . پس از آن با استفاده از تجزیه قطبی عملگرها، معکوس مور-پنروس $(\widehat{T}^p) $ و معکوس درازین$(\widehat{T}^d) $ این نوع عملگرها را به دست می آوریم و سپس روابط بین این نوع معکوس ها را برای تبدیل دوگال بررسی خواهیم کرد. در انتها با استفاده از مثال های متنوع از جمله نمایش ماتریسی درستی نتایج به دست آمده را نشان خواهیم داد.

    کلیدواژگان: عمگرهای ‎‎شرطی، معکوس مور-پنروس، ‎معکوس درازین، تبدیل دوگال، عملگر لامبرت
  • منیژه حسن آبادی، اسدالله محمود زاده وزیری، امین جاجرمی* صفحات 574-595

    این مقاله ارائه دهنده ی یک روش تکراری برای حل مسائل کنترل بهینه ی گسسته شامل سیستم های به هم متصل غیرخطی می باشد. با این روش، مساله ی مقدار مرزی گسسته و به هم متصل غیرخطی، بدست آمده از شرایط لازم بهینگی، به دنباله ای از مسائل مقدار مرزی گسسته ی خطی نامتغیر با زمان تبدیل می شود. همچنین، مساله ی مقدار مرزی خطی در هر تکرار از روش پیشنهادی شامل چندین زیرمسئله ی خطی جدا از هم بوده که بصورت موازی و مستقل از هم قابل حل می باشند. حل مسائل مذکور با استفاده از تکنیک های متداول یافتن پاسخ معادلات تفاضلی خطی منجر به قانون کنترل بهینه به فرم سری با همگرایی یکنواخت می گردد. بعلاوه، یک رویکرد کاربردی برای تعمیم کنترل بهینه ی طراحی شده به فرم فیدبک حالت ارائه می شود. در ادامه، پیاده سازی روش پیشنهادی با طراحی یک الگوریتم تکراری با دقت بالا و پیچیدگی محاسباتی کم انجام می شود بطوری که قانون کنترل زیر بهینه تنها با تعداد کمی تکرار از این الگوریتم حاصل می شود. در نهایت، کارایی این روش با شبیه سازی و حل چند مثال عددی نشان داده می شود.

    کلیدواژگان: سیستم های به هم متصل غیرخطی، کنترل بهینه، معادلات گسسته، روش تکراری
|
  • Reza Chaharpashlou *, Ehsan Lotfali Ghasab Pages 503-523
    In general, the process of the spread of any virus in the human body consists of five stages, which include attachment of the virus to the host cell, penetration, preparation for reproduction, reproduction and propagation. However, different viruses have different life cycles. In this article, we will model the behavior of the corona virus in the body of each affected person and analyze the behavior of this virus in the body using dynamic systems. For this purpose, we study the dynamics of the evolutionary competition between the strategy of the corona virus and the body’s immune cells, especially lymphocytes T and B.
    Keywords: Dynamic Systems, the balance, infiltrate, reproduction, release, lymphocyte B, T
  • Sayed Khalil Ekrami * Pages 524-533
    ‎A sequence of continuous linear mappings $\{\Phi_n\}_{n=0}^\infty$ form a Hilbert C* -‎module‎ M into M is called a local higher derivation if for each $a\in\mathfrak{M}$ there is a continuous higher derivation $\{\varphi_{a,n}\}_{n=0}^\infty$ ‎on‎ M such that $\Phi_n(a)=\varphi_{a,n}(a)$ for each non-negative integer n‎. ‎In this paper w‎e show that if M is a Hilbert C* -‎module‎ such that every local derivation on M is a derivation, then each local higher derivation on M‎ is a higher derivation‎. Also, we prove that each local higher derivation on a unital C*-algebra is automatically continuous‎.
    Keywords: Hilbert C*-module, higher derivation, local higher derivation, derivation, local derivation
  • Uosef Mohammadi *, Hossein Kheiri, Roya Ghasemkhani Pages 534-544
    Crime control and security are among the essential needs of development in any society. One of the frequently used theories of criminology that its birth was in the 1990s is postmodern or eclectic criminology. Postmodern criminology through combining different scientific theories, including mathematics tries to do a comprehensive analysis of crime. Nowadays, mathematical models are used to study the dynamic behavior of many phenomena and processes in engineering sciences, basic sciences and humanities. Mathematical modeling is one of the important tools of scientists in controlling and predicting the future of various dynamic phenomena. In the field of law and especially in criminology, these models are very useful for evaluating crime control strategies. In this article, using a new mathematical model, we deal with mass dynamic modeling and its analysis.
    Keywords: Crime‎, Postmodern Criminology‎, Differential equations
  • Amin Jajarmi *, Mojtaba Hajipour, Leila Torkzadeh Pages 545-555
    In this paper, a simple and highly accurate approximate method for solving optimal control problems (OCPs) is presented. In this method, initially, by using the necessary optimality conditions based on the Pontryagin's maximum principle, the given OCP is transformed into a two-point boundary value problem (BVP). Then, by applying a second order finite difference formula, the resulting BVP is discretized, and a system of algebraic equations is formulated. Convergence analysis of the proposed method is also discussed, and matrix formulations are provided for ease of implementation. The numerical results obtained in this study are compared with some other methods, demonstrating the high accuracy, speed, and efficiency of the proposed method for solving both linear and nonlinear OCPs.
    Keywords: Optimal control problem, Pontryagin’s maximum principle, Finite difference method
  • Zahra Hassanpour-Yakhdani *, Mohammad Bagher Asadi, Ali Asadi Vasafi Pages 556-562

    In this note, considering the main properties of closed ideals of C*-algebras, we will determine the structure of closed ideals of the C*-algebra C(X, A), the space of all continuous functions from compact Hausdorff space X to C*_algebra A. Indeed, we will show that for every closed ideal of C(X, A), there is some closed subset F of topological space X × prim(A), such that {f ∈ C(X, A) : ∀ (x, P )∈F , f(x) ∈ P}=I.

    Keywords: C*-algebras, Operator algebras, Ideal, Tensor Product
  • Morteza Sohrabi *, Mostafa Hassanlou Pages 563-573

    In this paper, we first calculate the measure theoretic Duggal transform of Lambert conditional operators. Next, by using the polar decomposition of operators, we obtain Moore-Penrose inverse $(\widehat{T}^p)$ and Drazin inverse $(\widehat{T }^d)$ of these types of operators, and then we will check the relationships between these types of inverses for the Duggal transformation. Finally, by using various examples including matrix representation, we will show the correctness of the obtained results.

    Keywords: Conditional expectation, Moore-Penrose inverse, Drazin inverse, Duggall transform, Lambert operator
  • Manijeh Hasanabadi, Asadollah Mahmoudzadeh Vaziri, Amin Jajarmi * Pages 574-595

    This article introduces an iterative method for solving discrete optimal control problems involving interconnected nonlinear systems. Using this approach, the discrete and coupled nonlinear boundary value problem (BVP) obtained from the necessary optimality conditions transforms into a sequence of linear time invariant BVPs. Furthermore, the linear BVP at each iteration of the proposed method consists of several decoupled sub-problems, which can be solved in parallel and are unrelated to each other. The solution of these problems, employing common techniques for solving linear difference equations, leads to an optimal control law in a converging series form with uniform convergence. Moreover, a practical approach is presented to extend the designed optimal control to a feedback form. Subsequently, the implementation of the proposed method involves the design of a highly accurate iterative algorithm with low computational complexity, ensuring that the suboptimal control law is obtained with a minimal number of iterations. Finally, the efficacy of this technique is demonstrated through simulation and the solution of various numerical examples.

    Keywords: Nonlinear interconnected systems, optimal control, discrete equations, iterative method