石河子大学学报

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化工·材料·食品

乙酸改性γ-Al₂O₃高效去除痕量PCl₃的研究

黄鹏兵, 袁威, 王雪莹, 王悦, 张建树, 邓人攀

2024, 42(2): 133-139. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.015

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在多晶硅生产过程中,为了不影响产品性能,必须将杂质PCl₃的含量降低到ppb的水平,然而,这目前仍旧是一个巨大的挑战。本研究提出了一种可高效去除痕量PC1₃的方法,即利用乙酸改性γ-Al₂O₃作为吸附剂,其可去除ppb级别的PC1₃,去除率高达84.2%。Boehm滴定实验表明,改性后的γ-Al₂O₃表面羧基含量大幅增加,从而增加了吸附PCl₃的活性位点,使其对PCl₃的吸附性能显著提升。表征分析和DFT模拟计算表明,乙酸与γ-Al₂O₃主要是通过γ-Al₂O₃中的羟基H和乙酸中的羰基O形成氢键而相互作用的;除了物理吸附外,γ-Al₂O₃中的Al与PCl₃中的Cl,以及乙酸中的羰基O与PCl₃中的P之间还可通过电荷转移相互作用。连续五次循环实验表明,该吸附剂在低温下具有优异的再生性能。本研究开发的吸附剂由于其高效、易于再生和低成本等特点,在去除痕量PCl₃方面具有潜在的应用前景。

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化工·材料·食品

具有不同芳基取代的6种水杨醛亚胺基二氟化硼配合物力致荧光变色性能研究

徐山祖, 王甫鹏, 李先, 杨艳华, 高树林

2024, 42(2): 140-149. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.007

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为进一步探究影响分子力致荧光变色性能的因素,合成了6种具有不同芳基取代基团的水杨醛亚胺二氟化硼配合物1-6。结果表明,六种配合物都具有弱的分子内电荷转移过程,除配合物5外,其余五种配合物具有聚集诱导发光特性。进一步研究显示,在这一系列的配合物中,配合物6具有较好的力致荧光变色性能。量子化学计算结果显示,配合物的力致荧光变色行为受到分子空间效应和偶极矩的影响。

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畜牧·兽医

LHCGR胞外结构域蛋白的生信分析、原核表达及纯化

王蒙蒙, 刘雨然, 杨慧莹, 张梦圆, 王燕, 朱晓庆, 罗燕, 邵永斌, 连科迅, 谷新利

2024, 42(2): 150-158. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.008

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目的为获得小鼠LHCGR胞外结构域蛋白(LHCGR-1),分析其结构及理化性质,为今后研究该蛋白功能及筛选与之相互作用的小分子化合物奠定基础。方法根据NCBI中小鼠LHCGR氨基酸序列合成目的基因Lhcgr-1,经生物信息学分析后,将该基因插入至表达载体pET-28a(+),并转化至BL21(DE3)感受态细胞中;经IPTG诱导,表达重组蛋白pET-28a-LHCGR-1,利用SDS-PAGE和Western Blot进行鉴定,之后对该蛋白进行纯化,并通过分子对接技术预测该蛋白与LH、CG的相互作用。结果预测LHCGR-1蛋白分子量为40 749.08,由367个氨基酸组成,等电点理论值为5.47;氨基酸序列中有29个丝氨酸位点、10个苏氨酸位点和5个酪氨酸位点;成功构建了表达载体pET-28a-LHCGR-1并获得纯化的目的蛋白;分子对接结果表明目的蛋白可以与LH、CG通过多种相互作用,形成稳定的复合物,有利于其发挥原有的生物学功能。结论成功构建了小鼠胞外结构域蛋白LHCGR-1在大肠杆菌内的原核表达体系并获得了纯化蛋白,分子对接预测该蛋白具有生物学功能,提示该蛋白可以用于后续研究。

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畜牧·兽医

DCN基因多态性对大白猪繁殖性能影响

符彬彬, 李清春, 和军飞, 卢世豪, 陈鑫, 何凡, 祁梦凡, 张化鹏, 鲁慧文, 黄涛

2024, 42(2): 159-164. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.013

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目的为探究核心蛋白聚糖(DCN)基因单核苷酸多态性对大白母猪繁殖性能的影响。方法利用DNA混池测序,确定DCN基因的SNPs,采用GenoPlexs^®基因分型技术对316头大白母猪群进行基因分型,并与大白母猪的繁殖性能进行关联分析。结果在DCN基因内含子4和外显子4分别鉴定到rs346372784(C/T)和rs55618082(C/A)突变位点。其中,rs55618082(C/A)发生同义突变后导致DCN基因mRNA二级结构和自由能发生变化。rs346372784(C/T)位点对大白母猪母系指数、繁殖指数、初生重、总仔数EBV、活仔数EBV有极显著影响(P<0.01),对乳头数、死胎数、活仔数有显著影响(P<0.05)。rs55618082(C/A)位点对母系指数、繁殖指数、乳头数、妊娠期、初生重、总仔数EBV、活仔数EBV有极显著影响(P<0.01)。结论 DCN基因rs346372784(C/T)和rs55618082(C/A)突变影响大白猪的繁殖性能,可用于大白猪的标记辅助选育。

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水利建筑

EPS-棉秆纤维灌孔轻质复合砌块砌体的基本力学性能研究

陈驰, 夏多田, 朱清峰, 武海洋, 梁轩

2024, 42(2): 165-173. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.019

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为推广利用基于地方煤基固废资源和棉杆纤维资源的三低型复合砌块墙体结构在新疆地区村镇低层建筑中的工程应用,以砂浆强度和芯柱材料强度为变量,对57件(27件受压、30件受剪)复合砌体试件进行抗压和抗剪力学性能试验,并对试件的破坏过程、破坏形态特征、抗压及抗剪强度进行了分析。结果表明:当砂浆与砌块的强度比低于1.6时,砂浆强度的提升对三低型复合砌体的抗压强度影响较大;芯材部分对复合砌体抗压和抗剪强度贡献最大,且随着芯柱材料强度的提升,贡献持续增大。基于砌体实际强度测定方法,建立并拟合得出了适用于三低型砌块砌体的抗压强度、抗剪强度的平均值计算公式。这对了解EPS-棉秆纤维灌孔复合混凝土砌块砌体基本力学性能具有一定的参考价值,为其在实际工程中的应用提供科学的理论依据。

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水利建筑

混杂纤维对全沙漠砂混凝土基本力学性能的影响

马义傲, 李铮翔, 唐艳娟, 夏多田

2024, 42(2): 174-183. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.005

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为研究混杂纤维对全沙漠砂混凝土力学性能的影响,将聚乙烯醇纤维(PVA)、聚丙烯纤维(PP)以不同比例混合后掺入全沙漠砂混凝土中进行了抗压、抗折等试验,同时建立了材料单轴压缩应力-应变本构模型,并采用ABAQUS软件进行数值模拟验证。研究结果表明:在混杂纤维总体积掺量为1.5%的条件下,试件抗压强度无显著变化,随着PVA纤维比例提高,试件抗折强度、拉伸强度及拉伸峰值应变明显提高;较于普通全沙漠砂混凝土,混杂纤维全沙漠砂混凝土峰值应力与弹性模量略微降低,变形能力提升显著;PP纤维和PVA纤维掺量分别为0.5%、1.0%时具有最优的混杂效应,与普通全沙漠砂混凝土相比,抗折强度、单轴拉伸强度和延性分别提高了77%、55%、16%;基于过镇海模型提出的轴压应力-应变本构模型与试验实测曲线拟合程度较好,并与ABAQUS软件的数值模拟验证结果相似。

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水利建筑

基于能耗与成本目标的新疆高校教学建筑设计优化

高梓文, 李洁, 陈宁, 孔维亮, 谢洪凯

2024, 42(2): 184-191. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.21.003

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建筑设计参数对建筑运营过程中的能耗和成本有着重要的影响,而新疆冬季严寒且漫长,使得该地区建筑能耗及运营费用高于其他地区。因此,本文利用离差最大化法结合正交试验设计,以某教学建筑为例,考察了在新疆4个热工分区的典型城市气象条件下,包括中庭面积比、天窗面积比、不同立面的窗墙比、外围护保温层厚度、外窗类型等8个设计参数对建筑能耗和全局成本的影响,并通过综合考虑建筑能耗和全局成本目标,确定最佳的建筑设计方案。研究结果表明,在4个典型城市气象条件下,最佳设计方案可以实现建筑节能10.47%~13.48%,全局成本降低32.62~62.91元/m²。研究有助于设计者选择适用于该地区的最佳设计参数,从而实现建筑的节能目标。

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水利建筑

新疆白杨河流域河道内外生态需水的研究

张维克, 吕德生, 王振华, 宋利兵, 刘健, 郝天鹏, 唐宇鹏

2024, 42(2): 192-197. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.020

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新疆白杨河流域是干旱与极端干旱叠加型流域,水资源短缺导致生态用水被生产生活用水大量挤占。为了科学有效利用白杨河流域水资源,为该流域河流生态系统的水资源规划和优化配置提供理论依据,并且促进该流域经济社会生态协调发展,基于水文气象资料和遥感数据,采用Tennant法和面积定额法计算白杨河流域河道内河流生态需水量和河道外植被、湿地、城市生态需水量,进行新疆白杨河流域河道内外生态需水的研究。结果表明:维护白杨河流域生态稳定的最低生态需水总量为15 124.32万m³,其中河流生态需水5 964.45万m³,植被生态需水4 963.20万m³,湿地生态需水749.67万m³,城市生态需水3 447万m³。白杨河流域河流生态需水主要集中在6—9月,植被生态需水主要集中在7—8月,且流域下游的生态需水量需要得到保障。

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生物·环境

中国藓类植物新记录种——断叶曲尾藓(新拟)

地力胡马尔·阿不都克热木, 尚帅斌, 刘永英, 阿依努尔·吐鲁洪, 买买提明·苏来曼

2024, 42(2): 198-203. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.004

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首次报道断叶曲尾藓(新拟,Dicranum tauricum Sapjegin)在中国的分布。该种的主要识别特征为:植物有光泽,叶狭长披针形,叶尖平直、光滑、常折断而脱落,角细胞单层、分化,中肋无厚壁细胞束。该种罕见孢蒴。断叶曲尾藓广泛分布于欧洲,稀见于北美。本文比较了折叶曲尾藓和绿色曲尾藓等相似种的区别,并编制了新疆曲尾藓属(14种)的分种检索表。

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生物·环境

3种药用甘草对重金属镉的生长响应、镉耐性及富集特征

张迦得, 陆嘉惠, 李新, 刘梦楠, 徐可

2024, 42(2): 204-214. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.005

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通过3种药用甘草对重金属镉(Cd)生长响应、镉耐受性差异和镉积累特征的研究,为药用甘草种植和药材安全控制提供理论依据。本研究采用水培法育苗,分析不同浓度镉(0、50、100、150 μmol·L^-1)胁迫对生长30 d的3种药用甘草的生长指标、生物量和丙二醛(MDA)含量的影响,并用石蜡切片法制片观察根解剖结构;采用耐镉系数法和隶属函数值法对药用甘草的耐镉性差异进行评价;同时,利用电感耦合等离子体光谱仪(ICP)测定根、茎和叶中镉离子的含量,并计算镉富集系数和转移系数,分析镉富集特性。镉处理下3种药用甘草的株高、根长、叶片数和生物量显著下降,根横截面积显著减小,维管柱面积占根总面积比例上升,根部MDA含量升高,氧化胁迫加重;以生物量下降至75 %时的镉浓度为适宜生长阈值,胀果甘草为12.462 μmol·L^-1,乌拉尔甘草为14.715 μmol·L^-1,光果甘草为1.952 μmol·L^-1;综合耐镉系数和隶属函数综合评价结果显示乌拉尔甘草的耐镉性最强,光果甘草最弱;镉富集系数在1.960~8.683之间,转运系数远小于1,镉主要富集在根中。在50 μmol·L^-1处理下,胀果甘草根中镉含量是叶中的7.5倍,乌拉尔甘草为21.3倍,光果甘草为16.5倍,均超过国家标准GB/T 19618—2004。镉胁迫显著抑制了3种药用甘草根和叶片生长,药材根生物量显著下降,其镉耐受性表现为乌拉尔甘草>胀果甘草>光果甘草;镉主要积累在根部,在50 μmol·L^-1镉处理下,3种药用甘草根中镉含量均超国家标准。因此,应关注野生甘草采挖和人工栽培地的土壤镉监测,以保证甘草药材生产的安全性;同时也应重视药材Cd²⁺含量的抽检,进行甘草药材的安全性控制管理。

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医学·药学

Neuritin野生型蛋白的制备及活性、稳定性的检测及分析

朱礼彦, 孟平平, 李煜, 宋丹丹, 孙嘉伟, 汪海燕, 朱金辉, 魏韬艺, 杨磊

2024, 42(2): 215-222. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.001

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目的制备符合药典结构要求的无标签Neuritin野生型(wild type,WT)蛋白,并完成其存在形式、活性及稳定性鉴定及分析。方法利用基因重组技术构建符合药典结构要求的Neuritin WT酵母重组子,利用SDS-PAGE还原电泳及Western blot对其进行高表达筛选及鉴定;摸索建立无标签Neuritin WT蛋白纯化方法,对纯化后的蛋白进行SDS-PAGE还原电泳分子量鉴定、Western blot免疫原性鉴定、SEC-HPLC精细鉴定及宿主DNA、宿主蛋白残留量检测;利用SDS-PAGE非还原电泳完成存在形式的鉴定;通过参照药典建立的重组Neuritin蛋白活性鉴定方法,检测并分析Neuritin WT纯化蛋白的活性,并观察37℃下不同时间Neuritin WT纯化蛋白的稳定性。结果制备了纯度高达98%以上的Neuritin WT纯化蛋白,蛋白相对分子质量为9.7 kDa,宿主DNA残留量为0.009 4 ng/剂,宿主蛋白残留量占比0.000 8%;经检测,该纯化蛋白存在单体、二聚体2种形式。活性鉴定结果表明该蛋白具有维持神经元存活的生物学活性;且37 ℃下3 d内降解率小于10%、7 d内未到达半衰期(蛋白降解率小于35%)。结论成功制备了纯度高达98%、杂质含量及结构符合药典要求的无标签Neuritin WT蛋白,分析了Neuritin WT蛋白的存在形式,并明确了该蛋白具有较好的生物学活性及稳定性,为Neuritin进一步功能、药学研究及生物制品的研制提供了物质基础。

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医学·药学

HPV16 E6-295T/G和E6-350T/G变异位点影响IFNκ、MHC-Ⅰ、STAT1和IRF9蛋白质表达的研究

李杨杨, 辛慧珍, 郭柄轩, 王慧娟, 宋树言, 李洪涛, 李冬妹, 潘泽民

2024, 42(2): 223-231. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.004

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目的探讨HPV16 (Human Papillomavirus Type 16)E6-295T/G和E6-350T/G变异位点对IFNκ、MHC-Ⅰ、STAT1和IRF9蛋白质表达的影响。方法在宫颈癌细胞C33A(HPV阴性)中分别转染真核表达载体295G/350G-GV230、295T/350G-GV230和295T/350T-GV230作为实验组,以NC-GV230作为对照组。通过免疫组织化学法、Western blot方法检测HPV16 E6 295T/G、350T/G不同变异位点对IFNκ、MHC-Ⅰ、STAT1和IRF9蛋白质表达的影响。通过IBM SPSS Statistics 26软件对实验结果进行统计学分析,P＜0.05为差异具有统计学意义,免疫组织化学法定量采用image J软件进行阳性细胞计数。结果 Western blot结果显示,免疫分子干扰素κ (Interferon Kappa,IFNκ)的表达,HPV16 E6-295G/350G变异组较HPV16 E6-295T/350T原型组和HPV16 E6-295T/350G组降低(P<0.01,P<0.05)。HPV16 E6-295G/350G变异组的免疫分子主要组织相容性复合体I类 (Major Histocompatibility Complex Class I,MHC-I)的表达显著低于 HPV16 E6-295T/350T原型组和HPV16 E6-295T/350G组(P<0.05)。HPV16 E6-295G/350G变异组的信号转导子和转录激活子1 (Signal Transducer and Activator of Transcription 1,STAT1)表达显著低于 HPV16 E6-295T/350T原型组和 HPV16 E6-295T/350G组(P<0.05,P<0.01)。变异组HPV16 E6-295G/350G与 HPV16 E6-295T/350T原型组和HPV16 E6-295T/350G变异组相比,干扰素调节因子9 (Interferon Regulatory Factor 9,IRF9)表达显著降低(P<0.05,P<0.01)。结论 HPV16病毒E6蛋白质可以降低IFNκ、MHC-Ⅰ、STAT1和IRF9的蛋白质表达水平,E6基因T295G/T350G变异降低这些分子的表达作用最强。

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医学·药学

光激活大鼠中脑腹侧被盖核投射至臂旁核多巴胺能通路促进全麻苏醒

贾磊, 习羽, 殷洁婷, 殷姜文, 李燕

2024, 42(2): 232-237. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.009

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目的本研究通过光遗传学技术特异性激活雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠中脑腹侧被盖核投射至臂旁核多巴胺能通路(VTA^DA-PBN),探究该通路在丙泊酚麻醉苏醒中的作用。方法将32只雄性SD大鼠随机分为ChR2+Light on组、ChR2+Light off组、mCherry+Light on组和mCherry+Light off组,每组8只。各组大鼠经尾静脉以11 mg·kg^-1剂量进行丙泊酚麻醉诱导,以48 mg·kg^-1·h^-1剂量麻醉维持30 min,记录翻正反射消失(LORR)和翻正反射恢复(RORR)时间;通过免疫荧光染色验证病毒注射部位;通过在体脑电(EEG)记录麻醉诱导和苏醒期间的皮层脑电变化。结果光遗传学激活VTA^DA-PBN通路,LORR时间无统计学差异(P>0.05),RORR时间缩短(P<0.001);与mCherry组相比,ChR2组VTA中c-Fos蛋白表达明显更高(P<0.001);EEG结果显示:RORR期间,光激活组β波功率百分比高于光对照组(P<0.05),而δ波功率百分比低于光对照组(P<0.01)。结论 VTA^DA-PBN通路参与调控丙泊酚麻醉苏醒阶段,激活这一通路起到促觉醒作用。

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数学·物理

Toeplitz算子在Hardy空间上的复对称性

富佳, 李然

2024, 42(2): 238-245. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.012

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复对称算子是由复对称矩阵的概念抽象出来的,本文借助矩阵研究如何刻画经典Hardy空间上的一类复对称Toeplitz算子。首先在Hardy空间上定义两类新的共轭算子,它们分别为n倒置的共轭算子和n二次倒置的共轭算子。其次分奇偶情况去完整刻画在这类共轭算子下Toeplitz算子是复对称的结构,利用在Hardy空间上经典正规正交基下Toeplitz算子的矩阵表示,给出了Toeplitz算子分别相对于一类共轭算子是复对称的充分必要条件。最后对本文进行总结及展望,提出能否继续刻画Toeplitz算子相对于这类共轭算子是m-复对称的问题。

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数学·物理

具有非线性收获的捕食-食饵模型的建立及分析

张永鑫, 罗航, 李晓伟

2024, 42(2): 246-251. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.013

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本文建立并分析了具有非线性收获函数的捕食-食饵模型。首先,讨论了平衡点的存在性,分析结果表明系统始终存在1个灭绝平衡点,且存在2个边界平衡点和1个正平衡点共存的现象;其次,对不同类型平衡点的稳定性进行了分析,发现了系统会出现鞍结点分支、Hopf分支等复杂的动力学行为。数值模拟结果表明,随着收获强度的改变,捕食者的规模会趋于灭绝、常数或者周期性震荡。这就表明在实际中可通过调节收获强度这一措施来实现控制捕食者数目的目的。本文的理论研究结果可进一步丰富有关具有非线性收获的捕食-食饵模型的研究,为合理收获策略的制定提供理论依据。

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数学·物理

草履蚧综合治理模型动力学性态分析

王静雨, 田源, 劳永瀚, 林佳雯, 周吕佳

2024, 42(2): 252-259. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.014

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草履蚧在我国大部分地区都有分布, 通过吸食树液致使树势衰弱, 甚至枝条枯死, 影响产量。本文在对草履蚧及其天敌大红瓢虫之间相互关系分析的基础上, 首先建立了一个具有避难所效应及额外食物来源的捕食-被捕食模型, 分析了系统平衡态及极限环的存在性和稳定性。其次, 从控制草履蚧蔓延角度出发, 建立了一个具有状态反馈的草履蚧综合治理模型,利用后继函数的方法证明了系统阶-1周期解的存在性,并借助类似庞加莱准则给出了阶-1周期解轨道渐近稳定性条件。最后,利用MATLAB对文中所取得的主要结论进行了仿真验证。本文研究为草履蚧综合治理提供了新的思路和方法。

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数学·物理

关于度量空间中改变距离的函数和的不动点定理

李斌, 肖海强, 常大磊

2024, 42(2): 260-264. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.23.015

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不动点理论在研究方程解的存在性、唯一性及具体计算都有重要的理论与实用价值。本文基于巴拿赫度量空间中压缩映射原理通过两点之间距离的改变,借助于单调函数自映射原理在已有的结论基础上推广了度量空间上自映射的Pathak、Rekha Sharam、Khan、和Sastry and Babu 函数和的一些不动点定理,并得出函数和唯一不动点定理。

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