Implications of the delayed feedback effect on the stability of a SIR epidemic model

Descripción del Articulo

A basic mathematical model in epidemiology is the SIR (Susceptible–Infected–Removed) model, which is commonly used to characterize and study the dynamics of the spread of some infectious diseases. In humans, the time scale of a disease can be short and not necessarily fatal, but in some animals (for...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: López-Cruz, Roxana
Formato: artículo
Fecha de Publicación:2023
Institución:Universidad Nacional de Trujillo
Repositorio:Revistas - Universidad Nacional de Trujillo
Lenguaje:inglés
OAI Identifier:oai:ojs.revistas.unitru.edu.pe:article/5030
Enlace del recurso:https://revistas.unitru.edu.pe/index.php/SSMM/article/view/5030
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:Ordinary differential equation
feedback effect
Stability
Simulation
Ecuación diferencial ordinaria
efecto de retroalimentación
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spelling Implications of the delayed feedback effect on the stability of a SIR epidemic modelImplicaciones del efecto de retroalimentación con retardo en la estabilidad de un modelo epidémico SIRLópez-Cruz, RoxanaOrdinary differential equationfeedback effectStabilitySimulationEcuación diferencial ordinariaefecto de retroalimentaciónestabilidadsimulaciónA basic mathematical model in epidemiology is the SIR (Susceptible–Infected–Removed) model, which is commonly used to characterize and study the dynamics of the spread of some infectious diseases. In humans, the time scale of a disease can be short and not necessarily fatal, but in some animals (for example, insects) this same short time scale can make the disease fatal if we take into account their life expectancy. In this work, we will see how a positive feedback effect (decrease of the susceptible population at small densities) in a SIR model can cause a qualitative characterization of the dynamics defined by the original SIR model. Finally, we will also show with numerical simulations how a delay in the feedback effect causes very interesting qualitative changes of the system with epidemiological significance.Un modelo matemático básico en epidemiología es el modelo SIR (Susceptible-Infectado-Removido), que se utiliza habitualmente para caracterizar y estudiar la dinámica de propagación de algunas enfermedades infecciosas. En los seres humanos, la escala temporal de una enfermedad puede ser corta y no necesariamente mortal, pero en algunos animales (por ejemplo, los insectos) esta misma escala temporal corta puede hacer que la enfermedad sea mortal si tenemos en cuenta su esperanza de vida. En este trabajo veremos cómo un efecto de retroalimentación positiva (disminución de la población susceptible a pequeñas densidades) en un modelo SIR puede provocar una caracterización cualitativa de la dinámica definida por el modelo SIR original. Por último, también mostraremos con simulaciones numéricas cómo un retraso en el efecto de retroalimentación provoca cambios cualitativos muy interesantes del sistema con trascendencia epidemiológica.National University of Trujillo - Academic Department of Mathematics2023-06-14info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://revistas.unitru.edu.pe/index.php/SSMM/article/view/5030Selecciones Matemáticas; Vol. 10 No. 01 (2023): Special Issue; 29 - 40Selecciones Matemáticas; Vol. 10 Núm. 01 (2023): Special Issue; 29 - 40Selecciones Matemáticas; v. 10 n. 01 (2023): Special Issue; 29 - 402411-1783reponame:Revistas - Universidad Nacional de Trujilloinstname:Universidad Nacional de Trujilloinstacron:UNITRUenghttps://revistas.unitru.edu.pe/index.php/SSMM/article/view/5030/5454Derechos de autor 2023 Selecciones Matemáticashttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ojs.revistas.unitru.edu.pe:article/50302023-06-20T21:59:24Z
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Implicaciones del efecto de retroalimentación con retardo en la estabilidad de un modelo epidémico SIR
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description A basic mathematical model in epidemiology is the SIR (Susceptible–Infected–Removed) model, which is commonly used to characterize and study the dynamics of the spread of some infectious diseases. In humans, the time scale of a disease can be short and not necessarily fatal, but in some animals (for example, insects) this same short time scale can make the disease fatal if we take into account their life expectancy. In this work, we will see how a positive feedback effect (decrease of the susceptible population at small densities) in a SIR model can cause a qualitative characterization of the dynamics defined by the original SIR model. Finally, we will also show with numerical simulations how a delay in the feedback effect causes very interesting qualitative changes of the system with epidemiological significance.
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