We study the movement of the living organism in a band form towards the presence of chemical substrates based on a system of partial differential evolution equations. We incorporate Einstein’s method of Brownian motion to deduce the chemotactic model exhibiting a traveling band. It is the first time that Einstein’s method has been used to motivate equations describing the mutual interaction of the chemotactic system. We have shown that in the presence of limited and unlimited substrate, traveling bands are achievable and it has been explained accordingly. We also study the stability of the constant steady states for the system. The linearized system about a constant steady state is obtained under the mixed Dirichlet and Neumann boundary conditions. We are able to find explicit conditions for linear instability. The linear stability is established with respect to the L2-norm, H1-norm, and L∞-norm under certain conditions.
Изучается движение живого организма ленточной формы в направлении концентрации химических субстратов с помощью системы эволюционных дифференциальных уравнений в частных производных. Используется метод броуновского движения Эйнштейна для вывода хемотаксической модели, демонстрирующей бегущую полосу. Впервые применен метод Эйнштейна для обоснования уравнений, описывающих взаимодействие хемотаксической системы. Показано, что при наличии как ограниченного, так и неограниченного субстрата возможны бегущие полосы, и это соответствующим образом обосновано. Также изучается устойчивость постоянных стационарных состояний системы. Линеаризованная система в окрестности постоянного стационарного состояния получена при смешанных граничных условиях Дирихле и Неймана. Нам удалось найти явные условия линейной неустойчивости. Установлена линейная устойчивость по L2-норме, H1-норме и L∞-норме при определенных условиях.