Dynamics of a state-dependent delay-differential equation

Gedeon Tomáš; Humphries Antony R.; Mackey Michael C.; Walther Hans-Otto; Wang Zhao: Dynamics of a state-dependent delay-differential equation. (2025)

[thumbnail of ejqtde_2025_037.pdf]
Előnézet
Teljes mű
ejqtde_2025_037.pdf

Letöltés (4MB) | Előnézet

Absztrakt (kivonat)

We present a detailed study of a scalar differential equation with threshold state-dependent delayed feedback. This equation arises as a simplification of a gene regulatory model. There are two monotone nonlinearities in the model: one describes the dependence of delay on state, and the other is the feedback nonlinearity. Both increasing and decreasing nonlinearities are considered. Our analysis is exhaustive both analytically and numerically as we examine the bifurcations of the system for various combinations of increasing and decreasing nonlinearities. We identify rich bifurcation patterns including Bautin, Bogdanov–Takens, cusp, fold, homoclinic, and Hopf bifurcations whose existence depend on the derivative signs of nonlinearities. Our analysis confirms many of these patterns in the limit where the nonlinearities are switch-like and change their value abruptly at a threshold. Perhaps one of the most surprising findings is the existence of a Hopf bifurcation to a periodic solution when the nonlinearity is monotone increasing and the time delay is a decreasing function of the state variable.

Mű típusa: Folyóirat
Folyóirat/könyv/kiadvány címe: Electronic journal of qualitative theory of differential equations
Dátum: 2025
Szám: 37
ISSN: 1417-3875
Oldalszám: 94
Nyelv: angol
Kiadás helye: Szeged
DOI: 10.14232/ejqtde.2025.1.37
Kulcsszavak: Differenciálegyenlet - késleltetett, Bifurkáció
Megjegyzések: Bibliogr.: p. 90-94. ; ill. ; összefoglalás angol nyelven
Szakterület: 01. Természettudományok
01. Természettudományok > 01.01. Matematika
Feltöltés dátuma: 2025. nov. 20. 08:09
Utolsó módosítás: 2025. nov. 20. 08:09
URI: http://acta.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/88917
Bővebben:
Tétel nézet Tétel nézet