فهرست مطالب

مدل سازی پیشرفته ریاضی - سال دهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1399)

فصلنامه مدل سازی پیشرفته ریاضی
سال دهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/15
  • تعداد عناوین: 12
|
  • امیرحسین قطاری*، مجتبی گنجعلی صفحات 245-266
    مساله ی انتخاب مناسب ترین مدل جهت برازش بر روی داده ها همواره چالش برانگیز بوده است. روش ماکسیمم احتمال پسین از جمله روش های انتخاب مدل است که در هر دو رهیافت فراوانی گرا و بیزی کاربرد دارد. به علاوه، مطلوبیت مدل نیز یکی از ابزارهای مورد استفاده برای سنجش عملکرد روش های انتخاب مدل است. در این مقاله، روش ماکسیمم احتمال پسین برای مدل گاوسی استاندارد بیزی مورد مطالعه قرار گرفته و عملکرد آن با حالت فراوانی گرا مقایسه می شود. همچنین، یک صورت جبری برای برآورد مطلوبیت مدل ارایه خواهد شد. در ادامه، مطالعه ی شبیه سازی روی مدل گاوسی عملکرد بهتر رهیافت بیزی را هم از دیدگاه مطلوبیت و هم با بررسی میانگین توان های دوم خطای مدل () تایید می کند. با این وجود، هر دو رهیافت با افزایش اندازه ی نمونه، کمتر در معرض بیش برازش قرار می گیرند. همچنین با افزایش ضریب همبستگی میان متغیرهای کمکی، در هر دو رهیافت افزایش یافته حال آن که تمایل به انتخاب مدل با تعداد متغیر کمتر، افزایش می یابد. مطالعه بر روی داده های واقعی نشان می دهد که در هر دو رهیافت با افزایش اندازه ی نمونه، مدل های انتخاب شده، کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: انتخاب مدل، روش ماکسیمم احتمال پسین، بیش برازش، مطلوبیت مدل
  • علی شکری*، عرفان بهمنی صفحات 267-287
    روش های تفاضلات متناهی و المان های محدود برای حل برخی از مسایل معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی با محدودیت هایی همراه می باشند. برای رفع این گونه محدودیت ها، می توان از یک روش بدون شبکه بندی بهره برد. در روش های بدون شبکه بندی، برای حل مسئله نیازی به شبکه بندی دامنه نیست و از نقاط پراکنده شده در فضا برای تقریب تابع مجهول استفاده می شود. در این مقاله معادله تلگراف دو بعدی با استفاده از روش پترو-گالرکین موضعی بدون شبکه بندی مستقیم مبتنی بر تقریب کمترین مربعات متحرک تعمیم یافته به صورت عددی حل شده است. برای سنجش دقت این روش از مقایسه نتایج با مقدار دقیق و سایر روش های موجود استفاده شده است که نتایج حاصل نشان دهنده دقت بالای این روش است.
    کلیدواژگان: روش بدون شبکه پترو-گالرکین مستقیم، تقریب کمترین مربعات متحرک، تقریب کمترین مربعات متحرک تعمیم یافته، معادله تلگراف دو بعدی، فرم ضعیف محلی
  • فرناز هوشمند خلیق* صفحات 288-308
    شبکه های اجتماعی در بازاریابی محصولات نقش مهمی ایفا می کنند. در این مقاله، مساله توسعه تاثیر در شبکه های اجتماعی در فضای رقابتی بررسی می گردد که در آن، کاربران شبکه تحت تاثیر تبلیغات مثبت و منفی قرار دارند. ابتدا رهبر تعدادی از اعضای شبکه اجتماعی را به عنوان بذر مثبت انتخاب و سپس، پیرو با اطلاع کامل از تصمیمات رهبر، افراد دیگری را به عنوان بذر منفی انتخاب می نماید و تاثیرات مثبت و منفی در شبکه توسعه می یابند. هدف رهبر، بیشینه سازی سود حاصل از افرادی است که تحت تاثیر مثبت قرار می گیرند و هدف پیرو کمینه سازی این مقدار است. مساله در قالب یک مدل برنامه ریزی دوسطحی فرمولبندی و برای حل آن، یک الگوریتم دقیق مبتنی بر تجزیه ارایه می شود. نتایج محاسباتی عملکرد مدل و الگوریتم را ارزیابی می کنند.
    کلیدواژگان: توسعه تاثیر، شبکه اجتماعی، برنامه ریزی دوسطحی، الگوریتم دقیق مبتنی بر تجزیه
  • هیلدا صالح*، فرهاد حسین زاده لطفی، محسن رستمی، مرتضی شفیعی صفحات 309-340
    تحلیل پوششی داده ها به عنوان ابزاری قدرتمند برای ارزیابی عملکرد واحدها تصمیم گیرنده متجانس با چند ورودی و چند خروجی مورد استفاده قرار می گیرد، ولی در بسیاری از مدل های تحلیل پوششی داده ها از روابط درون سازمانی چشم پوشی شده است و واحد های تصمیم گیرنده به صورت یک جعبه سیاه در نظر گرفته می شوند که با در اختیار داشتن ورودی های اولیه، خروجی های نهایی را تولید می کنند. ولی با توجه به اهمیت روابط درون سازمانی شاخه ای جدید در یک سیستم و واحدهای تصمیم گیرنده چند مرحله ای در این مقاله واحد های چند مرحله ای با رویکردی جدید مورد بررسی قرار گرفته اند. در ابتدا یک مجموعه امکان تولید جدید برای واحدهای دو مرحله ای معرفی نمودیم و سپس مدلی جدید برای ارزیابی واحدهای دو مرحله ای پیشنهاد شد. در نهایت با توجه به اهمیت بازده به مقیاس در تصمیم گیری های مدیریتی با استفاده از مجموعه امکان تولید معرفی شده برای شبکه های دو مرحله ای، الگوریتمی جدید برای تعیین بازده به مقیاس در شبکه پیشنهاد شد و الگوریتم پیشنهادی بر روی یک مثال کاربردی به کار گرفته شد.
    کلیدواژگان: ارزیابی عملکرد، بازده به مقیاس، تحلیل پوششی داده ها، تحلیل پوششی داده های شبکه ای
  • اسماعیل حسینی* صفحات 341-355
    فرض کنید X اسکیمی منفک و شبه- فشرده و QcoX رسته همه بافه های شبه-منسجم روی X باشد. نشان خواهیم داد که رسته هموتوپی بافه های شبه- منسجم تخت و هم تاب از O_X - مدول ها، جایگزین طبیعی رسته هموتوپی O_X - مدول های شبه-منسجم تصویری است.برای این منظور ثابت میکنیم که هر همبافت تخت از بافه های شبه- منسجم و هم تاب از O_X- مدول ها، انقباض پذیر است.
    کلیدواژگان: بافه شبه منسجم، بافه تخت، بافه همتاب، همبافت تخت، رسته هموتوپی، رسته مثلثی
  • الهام خالق پناه نوقابی، مجید رضایی، مجید چهکندی * صفحات 356-378

    یکی از مسایل مهم در نظریه قابلیت اعتماد‏، مقایسه ی تصادفی سیستم های منسجم است. نتایج زیادی در بحث مقایسه ی تصادفی سیستم ها با مولفه های مستقل و هم توزیع (‎$ ‎IID‎ $‎) ارایه شده است. در این مقاله‏ ‏به بررسی سیستم های ‎$k$‎ از ‎$n$ می پردازیم که نقش مهمی در مطالعه ی قابلیت اعتماد سیستم های مهندسی بازی می کنند‏. بر اساس مفهوم تابع دگرشکلی‏ نتایجی در ارتباط با مقایسه ی آزاد توزیع سیستم های ‎$k$‎ از ‎$n$ با مولفه های وابسته به دست خواهیم آورد. شرایطی روی توابع توزیع دگرشکلی سیستم های ‎$k$‎ از ‎$n$ یا مانده ی عمر آن ها فراهم نمودیم که ترتیب بین طول عمر یا مانده ی عمر سیستم ها را نتیجه می دهد. در حالت خاص‏، با در نظر گرفتن دو مفصل بقای پرکاربرد (فارلی-گامبل-مورگنسترن و کلایتون اکاس)‏ به مقایسه ی تصادفی سیستم های ‎$k$‎ از ‎$n$ بر اساس ‎$k$‎ و ‎$n$ می پردازیم. با ارایه چند مثال نیز نشان می دهیم برخی از نتایجی که در حالت استقلال برای مقایسه ی تصادفی سیستم های‎ ‎$k$‎ از ‎$n$ برقرار است در حالت وابسته نقض می شود.

    کلیدواژگان: سیستم ‎$k$‎ از ‎$n$‎، تابع دگرشکلی، تابع مفصل، مانده ی عمر
  • جمیل اونق، حسین باغیشنی*، احمد نزاکتی صفحات 379-399
    کاربران مدل های رگرسیون کلاسیک دریافته اند که در عمل بسیاری از پذیره های این نوع مدل ها برقرار نیستند و باید مدل هایی را به کار گرفت که قادر به مدل بندی ماهیت واقعی داده ها باشند. رده مدل های جمعی تعمیم یافته برای همه پارامترهای یک توزیع شامل مکان، مقیاس و شکل، یک رده بسیار منعطف و پرطرفدار است که می تواند پیچیدگی های موجود در داده ها را لحاظ کند. در کنار ارایه یک مدل رگرسیونی برای پارامترهای مختلف توزیع متغیر پاسخ و نه فقط میانگین، مدل بندی داده های پرت نیز دارای اهمیت است. در مواردی که تعداد داده های پرت اندک است، استفاده از توزیع های دم سنگین می تواند پیچیدگی بیش از حد نیاز وارد مساله کند. در این مقاله، با در نظر گرفتن توزیع هایپربولیک سکانت با دم نیمه سنگین و تعبیه آن در چارچوب مدل های جمعی تعمیم یافته برای مکان، مقیاس و شکل، یک مدل رگرسیون نیمه پارامتری مکان-مقیاس جدید را برای رفع این مشکل در کنار حفظ انعطاف بالای مدل بندی اثرات متغیرهای رگرسیونی، معرفی می کنیم. کارایی مدل پیشنهادی را در مقایسه با مدل کلاسیک نرمال با یک مطالعه شبیه سازی بررسی می کنیم و کاربست آن را در یک مثال واقعی نمایش می دهیم.
    کلیدواژگان: توزیع با دم نیمه سنگین، توزیع هایپربولیک سکانت، داده پرت، درستنمایی تاوانیده، رگرسیون مکان-مقیاس
  • شاپور حیدرخانی*، امجد سالاری صفحات 400-417

    ما در این مقاله چندگانگی جواب های یک کلاس از معادلات تفاضلی را مطالعه می نماییم. در واقع از روش های تغییراتی برای تابعک های همواری که روی فضاهای باناخ بازتابی تعریف شده اند برای بدست آوردن وجود حداقل سه جواب برای این معادلات استفاده می کنیم. بعلاوه، با فرض نامنفی بودن قسمت های غیرخطی ثابت می کنیم که جواب های بدست آمده نامنفی هستند. در نهایت با ارایه یک مثال نتایج بدست آمده را شفاف سازی می نماییم.

    کلیدواژگان: معادلات تفاضلی غیرخطی، مسائل مقدار اولیه گسسسته، شرط لیپ شیتز، روش تغییراتی، نظریه نقطه بحرانی
  • فریبا قنبری، قباد برمال زن، سید رضا هاشمی* صفحات 418-438

    ین مقاله، به مقایسه های تصادفی سیستم های (n-k+1) از n و در حالت خاص، سیستم های سری و موازی متشکل از مولفه های ناهمگن و مستقل با توزیع لگ لجستیگ می پردازد. با استفاده از مفاهیم بیشاندن، بیشاندن ضعیف از بالا و p-بزرگتر، ترتیب تصادفی معمولی، ترتیب نرخ خطر و ترتیب نرخ خطر معکوس بین این گونه سیستم ها بررسی و در نهایت به مقایسه تصادفی بردار آماره های مرتب متشکل از دو نمونه ناهمگن و مستقل از توزیع لگ لجستیک پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: توزیع لگ لجستیک، سیستم های سری، سیستم های موازی، ترتیب تصادفی، شور-محدب، شور-مقعر
  • مریم ابجدیان، آمنه طالعی* صفحات 439-452
    با توسعه فناوری زیست حسگر در علوم مختلف، مدل سازی ریاضی زیست حسگر ها موضوعی ضروری و حایز اهمیت به نظر می رسد. در این مقاله به شبیه سازی عددی مدل ریاضی زیست حسگر آمپرومتری برپایه ی آنزیم می پردازیم. این مدل براساس معادلات نفوذ-واکنش شامل جمله ی غیرخطی واکنش آنزیمی میکاییلیس - منتن است. معادلات حاکم با استفاده از روش هم مکانی توابع پایه ی شعاعی چند ربعی برای متغیر مکان و طرح شبه ضمنی اویلر پسرو برای متغیر زمان گسسته سازی می شوند. تاثیر پارامتر نفوذ - واکنش بر سایر پارامترهای مدل ریاضی و پاسخ زیست حسگر بررسی می گردد. ارتباط مستقیم چگالی جریان با بیشینه سرعت آنزیمی و ضریب نفوذ- واکنش بررسی می شود. همچنین اثر پایدارتر رفتار زیست حسگر با لایه آنزیمی ضخیم تر نسبت به نوع مشابه آن با لایه نازک تر نیز نشان داده می شود. در این بررسی بیشینه سرعت آنزیمی و ضخامت لایه آنزیمی به ترتیب در محدوده 9-^10 تا 3-^10 و 005/ تا 09 / در نظر گرفته می شود.
    کلیدواژگان: زیست حسگر، روش هم مکانی توابع پایه شعاعی، معادله نفوذ-واکنش، واکنش آنزیمی میکائیلیس-منتن
  • سعید شکوه* صفحات 453-472
    از پدیده های مهم فیزیکی که ناشی از نیروهای چسبندگی سطحی می باشد، خاصیت مویینگی است. این پدیده را می توان به طور اجمالی با درنظر گرفتن اثرات دو نیروی مخالف شرح داد. در واقع یکی نیروی چسبندگی، یعنی نیروی جاذب بین مولکول های یک مایع و مخازن آن ها است و دیگری نیروی پیوستگی، یعنی نیروی جاذب میان مولکول های یک مایع می باشد. در این مقاله کلاسی از مسایل مقدار مرزی را که حاصل مدل سازی یک پدیده مویینگی است، بررسی می کنیم. در واقع با استفاده از قضیه سه نقطه بحرانی نشان خواهیم داد مدلی از معادلات دیفرانسیل غیرخطی با نمای متغیر دارای سه جواب ضعیف است. در این روش که مبتنی بر روش تغییراتی است، معادله ی دیفرانسیل را با یک عملگر غیرخطی به گونه ای نظیر می کنیم که نقاط بحرانی این عملگر جواب های ضعیف از معادله ی دیفرانسیل مورد نظر باشند. همان طور که در بخش بعدی مشاهده می شود در معادله دیفرانسیل مورد بحث، دو پارامتر کنترلی وجود دارد. بازه هایی مانند و می یابیم به طوری که به ازای و ، مساله ما دارای سه جواب ضعیف کراندار در یک فضای سوبولف با نمای متغیر باشد.
    کلیدواژگان: مدل های غیرخطی، فضای سوبولف با نمای متغیر، روش تغییراتی
  • کیان نجف زاده، علی محقر*، قهرمان عبدلی، غلامرضا رکنی لموکی، حسین صفری صفحات 473-493

    تغییر در ساختار بازار، هم از رفتار رقابتی تولید کنندگان و هم از رفتار یادگیری و انتخاب مصرف کنندگان تاثیر می پذیرد و برای بررسی این تغییر یک مدل جامع، مورد نیاز است. در مطالعات سایر محققین، صرفا به مدل سازی ابعاد و ویژگی های محدودی از بازارهای انحصار دو یا چند جانبه پرداخته شده است. بطوریکه، در تحقیقات مختلف فقط رفتار مصرف کننده یا فقط رفتار تولید کننده مد نظر قرار گرفته است؛ یا اینکه صرفا به بازی تحقیق و توسعه در سمت بنگاه یا بازی مربوط به رقابت روی قیمت یا بازی تبلیغات و بازاریابی بسنده شده است. لذا در بررسی یکپارچه این بازارها و مطالعه برهم کنش عوامل دست اندرکار در آنها نیاز به یک مدل جامع وجود دارد. در مدل ارایه شده در این مقاله، برای مدل سازی رفتار رقابتی تولیدکنندگان از نظریه بازی های دیفرانسیلی ودر مورد رفتار مصرف کنندگان از رویکرد مدل سازی عامل محور، مدل های یادگیری تقویتی و یادگیری باور مبنا و الگوی لوجیت برای انتخاب، استفاده شده است. توسط این مدل، تغییرات سهم های بازار تولید کنندگان در یک بازار انحصار دو جانبه ناشی از رفتار های مصرف کنندگان و سیاست های کنترلی تولیدکنندگان بطور توام مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاصل از اجرای مدل در یک مثال عددی نشان می دهد که اولا، سهم بازار دو تولید کننده تحت تاثیر مدل یادگیری مصرف کنندگان می باشد، ثانیا، با ساده سازی حتی خیلی جزیی در زیرمدل مربوط به بازنمایی رفتار رقابتی تولیدکنندگان، تغییرات محسوس در نتایج ایجاد می شود.

    کلیدواژگان: مدل سازی بازار انحصار دو جانبه، بازی های دیفرانسیلی، رفتار تولید کنندگان و مصرف کنندگان، دینامیک سهم بازار، برهم کنش های دینامیکی بازار
|
  • Amirhossein Ghatari *, Mojtaba Ganjali Pages 245-266
    Choosing the most suitable fitted model on data is one of the common challenges in statistical modeling. Maximum a posteriori (MAP) criterion is a method used in both frequentist and Bayesian approaches. Additionally, the utility of the model is used as a tool to compare the performances of methods. In this paper, the MAP method is applied for the Gaussian model and its performance is compared to that of frequentist approach. Also, an analytical form of utility estimation is proposed. Besides, using simulation studies, it is shown that the Gaussian model has better performance, based on both utility and mean of squared errors (MSE) criteria, when it is used by the Bayesian approach. However, both frequentist and Bayesian approaches avoid over-fitting by increasing the sample size. Also, by increasing correlation among covariates, MSE increases, while the tendency of choosing fewer covariates is raised. Eventually, the study on a real dataset is shown that in both frequentist and Bayesian approaches, MSE of selected models decreases when the size of sample increases.
    Keywords: Model selection, Maximum a posteriori, Over-fitting, Utility of The Model
  • Ali Shokri *, Erfan Bahmani Pages 267-287
    The two most important numerical methods, finite difference, and finite element methods have some limitations in solving some problems arising in partial differential equations. A meshless method can be used to overcome these limitations. In these methods, no mesh required in the domain to solve the problem, and just scattered points are used for the approximation of the unknown function. In this paper, the two-dimensional telegraph equation is solved using a direct meshless local Petrov-Galerkin (DMLPG) method based on generalized moving least squares. To measure the accuracy of this method, the comparison of the results with the theoretical solution and other methods has been used, which results indicate the high accuracy of the proposed method.
    Keywords: Direct meshless Local Petrov-Galerkin method, Moving least squares, Generalized moving least squares, Two-dimensional telegraph equation, The local weak form
  • Farnaz Hooshmand Khaligh * Pages 288-308
    Social networks have a great role in viral marketing by which, a company selects a few influential users as seeds to introduce a new product with the hope that the influence is cascaded throughout the network within a finite number of time-stages. This paper addresses the problem of spreading influence in a competitive network in which the users are affected by both positive and negative propaganda. First, some users are selected as seeds by the leader, and then, the follower, with the full knowledge of the leader's decisions, selects some other users as negative seeds. Afterwards, the positive and negative influences spread throughout the network. The leader's objective is to maximize the number of positive active users. However, the follower's objective is to minimize this value. First, the problem is formulated as a bilevel programming model, and then, an exact decomposition-based algorithm is developed to solve it. Computational results evaluates the performance of the proposed model and algorithm on some instances taken from the literature.
    Keywords: Spread of influence, Social network, Bilevel programming, Exact decomposition-based algorithm
  • Hilda Saleh *, Farhad Hosseinzadeh, Mohsen Rostamy, Morteza Shafiee Pages 309-340
    Although Data envelopment analysis is a powerful technique for evaluation of decision making units with multiple inputs and outputs, internal activities are neglected and each unit treats as "black box" by considering only initial input and output in the basic DEA models. However, in this paper, a network DEA model for multi stages units was designed as a tool for considering the importance of internal relations. At first a new production possibility set was defined for two-stage units and introduced a new method for evaluation of two-stage units. Since, one of the most important issues in economical decision makings is RTS, a new algorithm for specify the RTS in two-stage units was presented by using of the new PPS, and then the proposed algorithm on empirical study was applied and the final results were analyzed.
    Keywords: Performance evaluation, Return to scale, DEA, Network DEA
  • Esmaeil Hosseini * Pages 341-355
    Let X be a quasi-compact and semi-separated scheme and QcoX be the category of all quasi-coherent sheaves of O_X -modules. We show that any flat complex of cotorsion quasi-coherent sheaves of O_X -modules is contractible. As an application, it is shown that the homotopy category of cotorsion flat quasi-coherent sheaves of O_X -modules is the natural replacement of the homotopy category of projectives.
    Keywords: Quasi-coherent sheaf, flat sheaf, cotorsion sheaf, flat complex, homotopy category, triangulated category
  • Elham Khaleghpanah Noughabi, Majid Rezaei, Majid Chahkandi* Pages 356-378

    One of the relevant problem in the reliability theory is stochastic comparison of coherent systems. Several results have been obtained in stochastic comparison of systems with independent and identically (IID) components. In this paper, we focus on $ k $-out-of-$ n $ systems that play an important role in study of the reliability of engineering systems. We obtain some results on distribution-free comparisons of $ k $-out-of-$ n $ systems, with possibly dependent component lifetimes, based on the concept of distortion function. We provide some conditions on distorted distributions of $ k $-out-of-$ n $ systems or their residual lifetimes that conclude ordering between their lifetimes ‎or their residual lifetimes‎. As a special case we consider two common survival copula (Farlie-Gumbel-Morgenstern and Clayton–Oakes) to derive more details on stochastic comparison of $ k $-out-of-$ n $ systems with respect to $ k $ and $ n $. Some illustrative examples are also presented to ‎show that some of results for stochastic comparison of $ k $-out-of-$ n $ systems with i.i.d ‎components ‎are violated ‎in ‎dependent ‎case.

    Keywords: k-out-of-n system, Distortion function, Copula ‎function‎, Residual Lifetime
  • Jamil Ownuk, Hossein Baghishani *, Ahmad Nezakati Pages 379-399
    Practitioners who use the classical regression model have been realized that many of its assumptions seldom hold. We then need flexible models to capture the real intrinsic properties of data. The class of generalized additive models for location, scale, and shape is very flexible in analyzing the inherent complexity of the data. This class of models provides the ability to do regression modeling beyond the mean of the response variable. Indeed, to admit outliers in the modeling framework is vital. Where we have a few outliers, the model could be too complicated by using heavy-tailed distributions. To overcome this issue, in this paper, we introduce a new location-scale semiparametric regression that is constructed based on a semi-heavy-tailed distribution, named hyperbolic secant, in the considered class of the models. We explore the performance of the proposed model by a simulation study and compare the results with a classical normal model. We also illustrate the model in a real application.
    Keywords: Semi-heavy-tailed distribution, Hyperbolic secant distribution, Outlier, penalized Likelihood, Location-scale regression
  • Shapour Heidarkhani *, Amjad Salari Pages 400-417

    This paper is devoted to the study of the multiplicity results of solutions for a class of difference equations. Indeed, we will use variational methods for smooth functionals, defined on the reflexive Banach spaces in order to achieve the existence of at least three solutions for the equations. Moreover, assuming that the nonlinear terms are non-negative, we will prove that the solutions are non-negative. Finally, by presenting one example, we will ensure the applicability of our results.

    Keywords: Three solutions, Nonlinear difference equations, Discrete boundary value problem, Lipschitz condition, Variational methods, Critical point theory
  • Fariba Ghanbari, Ghobad Barmalzan, SEYED REZA HASHEMI * Pages 418-438

    This paper examines the problem of stochasticcomparisons of $(n-k+1)$-out-of-$n$ systems, and in the special cases, series and parallel systems with independent and heterogeneous Log-logistic components. Using concepts of majorization, weak supermajorization and p-larger order, we establish usual stochastic order, hazard rate and reversed hazard rate order between these systems. We also discuss the stochastic comparisons of two vector of order statistics arising from two independent and heterogeneous Log-logistic samples.

    Keywords: Log-logistic distribution, Series systems, Parallel systems, Stochastic order, Schur- convex, Schur-concave
  • Maryam Abjadian, Ameneh Taleei * Pages 439-452
    With the development of biosensor technology in various sciences, mathematical modeling of biosensors seems to be an important and necessary issue. In this paper, we present the numerical simulation of the mathematical model of amperometric biosensor based on the enzyme. This model is based on reaction-diffusion equations containing a nonlinear term of the Michaelis-Menten enzymatic reaction. The governing equations are discretized with the multi-quadric radial basis functions collocation method in space variable and semi-implicit backward Euler scheme in time. The effect of the reaction- diffusion parameter on other parameters of the mathematical model and biosensor response is investigated. The direct relationship, the current density with the maximal enzymatic rate, and the coefficient of reaction- diffusion are studied. The more stable effect of biosensor behavior with a thicker of enzyme layer than its similar type with a thinner layer has also been shown. In this study, the maximal enzymatic rate and thickness of the enzymatic layer are considered in the range of 10^-9 to 10^-3 and 0.005 to 0.09 , respectively.
    Keywords: biosensor, radial basis functions collocation method, reaction-diffusion equation, Michaelis‐ Menten enzymatic reaction
  • Saeid Shokooh * Pages 453-472
    One of the most important physical phenomena caused by surface adhesion forces is capillary property. Capillarity can be briefly explained by considering the effects of two opposing forces: adhesion, i.e. the attractive (or repulsive) force between the molecules of the liquid and those of the container; and cohesion, i.e. the attractive force between the molecules of the liquid. In this paper, we study a class of boundary value problems obtained from a capillary phenomenon modeling. Indeed, using a three critical points theorem, we will prove the existence of three weak solutions for a model of nonlinear differential equations with variable exponent. In this method which is based on the variational method, we correspond the differential equation with a nonlinear operator such that the critical points of this operator are weak solutions to the desired differential equation. As can be seen in the next section, there are two control parameters in the differential equation. We find intervals like and such that for and our problem has three bounded weak solutions in a Sobolev space with variable exponent.
    Keywords: Nonlinear models, Sobolev space with variable exponent, Variational method
  • Kian Najafzadeh, Ali Mohaghar *, Ghahraman Abdoli, GholamReza Rokni Lamouki, Hosein Safari Pages 473-493

    Either Producers’ competition or consumers’ manner, influence on variation of market structure. To investigate this variation, a comprehensive model is required that covers all attitudes and interactions of both sides. Review the studies in literature cleared that the previous works have focused on modeling of duopoly or oligopoly markets, based on limited features and aspects. For instance, only one of the subjects of these markets such as consumer behavior, producer behavior, firms R&D game and firms competition by pricing or advertising has been studied. Hence, to investigate the markets perfectly and to study the integration among the elements of them, a comprehensive model is needed. In introduced such model in this study, we used theory of differential game for modeling of firms competition, approach of agent-based modeling and learning models for modeling of consumers behaviors. By developed model, it is feasible to investigate the market shares variations of two firms in a duopoly influenced by firms’ policies or consumers’ behaviors. The results of running the model in a numerical example demonstrate that firstly, learning models of consumers influence on firms’ market shares. Secondly, by even very partial simplifying in the sub model of firms competition, considerable and sensitive differences occur in the pattern of market shares.

    Keywords: Duopoly market modeling, Differential Games, Producers', Consumers' Behavior, Market share dynamics