<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2024.1487291</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Sensitivity analysis of a mathematical model for malaria transmission accounting for infected ignorant humans and relapse dynamics</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Haile</surname> <given-names>Getahun Tadesse</given-names></name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/2770745/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Koya</surname> <given-names>Purnachandra Rao</given-names></name>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Mosisa Legesse</surname> <given-names>Fekadu</given-names></name>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/2244404/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff><institution>Department of Mathematics, Wollega University</institution>, <addr-line>Nekemte</addr-line>, <country>Ethiopia</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Gennady Bocharov, Marchuk Institute of Numerical Mathematics (RAS), Russia</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Anthony O&#x00027;Hare, University of Stirling, United Kingdom</p>
<p>Zhifu Xie, University of Southern Mississippi, United States</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Getahun Tadesse Haile <email>getahuntad&#x00040;wollegauniversity.edu.et</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>07</day>
<month>01</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2024</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>1487291</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>27</day>
<month>08</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>06</day>
<month>12</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2025 Haile, Koya and Mosisa Legesse.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Haile, Koya and Mosisa Legesse</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>This article presents and analyzes a deterministic model for malaria transmission that incorporates infected individuals who are unaware of their infectious status (ignorant infected humans) and accounts for relapse dynamics. We explore the invariant region and positivity of the model and calculate the effective reproduction number using the next-generation matrix method. We demonstrate the local and global stability of disease-free equilibrium points using the Routh-Hurwitz criterion and Lyapunov function, respectively. The proposed model shows that a disease-free equilibrium point is globally asymptotically stable when the basic reproduction number <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> &#x0003C; 1. We conducted a sensitivity analysis on the effective reproduction number to identify which basic parameter most significantly influences the increase or decrease of malaria cases. This study focuses on individuals who have been treated and cured but continue to carry dormant <italic>Plasmodium</italic> parasites in their blood, which can potentially cause relapse or reinfection. Additionally, we introduce a protected compartment to carefully evaluate how preventive measures influence the spread and persistence of malaria within the population.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>sensitivity analysis</kwd>
<kwd>effective reproduction number</kwd>
<kwd>relapse</kwd>
<kwd>infected ignorant</kwd>
<kwd>local stability</kwd>
<kwd>global stability</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="13"/>
<table-count count="3"/>
<equation-count count="106"/>
<ref-count count="22"/>
<page-count count="13"/>
<word-count count="5554"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Mathematical Biology</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Malaria is a serious infectious disease with significant clinical and economic impacts, particularly in developing countries and regions where it greatly affects socioeconomic development. This disease is caused by single-celled protozoan parasites from the <italic>Plasmodium</italic> genus, which can infect a variety of hosts, including humans, birds, mammals, and reptiles [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. Among the different Plasmodium species that cause malaria in humans, five are especially important, namely <italic>Plasmodium falciparum, Plasmodium malariae, Plasmodium ovale, Plasmodium vivax</italic>, and <italic>Plasmodium knowlesi</italic>. <italic>Plasmodium falciparum</italic> is widespread in Africa and is the primary cause of infections in that region and Southeast Asia. In Ethiopia, the predominant Plasmodium species causing malaria are <italic>Plasmodium vivax</italic> and <italic>Plasmodium falciparum</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>].</p>
<p>Malaria is transmitted to humans by female Anopheles mosquitoes that carry the parasite. These mosquitoes spread the infection by biting and feeding on blood, which is necessary for them to lay their eggs. The parasite relies on both the female Anopheles mosquito and a human host to complete its life cycle. Transmission occurs when an infected mosquito bites a human [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Furthermore, if an Anopheles mosquito bites a person already infected with the malaria parasite, it becomes a carrier of the disease. Malaria can also be transmitted through blood transfusions and from mother to child during pregnancy [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. The main vectors responsible for malaria transmission in tropical Africa include <italic>Anopheles funestus, Anopheles gambiae</italic>, and <italic>Anopheles arabiensis</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>].</p>
<p>Mathematical modeling provides researchers and public health officials with tools to understand the spread of infectious diseases, predict future trends, evaluate the effectiveness of interventions, and devise strategies for disease control and prevention. By applying mathematical models, experts can better understand the dynamics of disease transmission, identify key factors influencing the spread of infections, and make informed decisions to mitigate the impact of outbreaks. Numerous studies have developed various mathematical models to illustrate disease control and its dynamics. The first mathematical model for malaria transmission was developed by Ronald Ross, who won the Nobel Prize in 1902 for his work on the malaria parasite&#x00027;s life cycle [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Ross&#x00027;s model was based on an SIS (Susceptible-Infected-Susceptible) framework, which categorized the population into susceptible, infected, and susceptible groups, assuming that the total population could be divided into specific compartments at any given time. He used this model to demonstrate that reducing the mosquito population below a certain threshold could eradicate malaria, with this threshold being influenced by biological factors such as the mosquito biting rate and vectorial capacity [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. A new non-linear mathematical model for malaria has been developed, dividing infected individuals into two categories: those who are aware of their infection and those who are unaware. The model assumes that awareness campaigns help decrease the number of unaware infected individuals, while those who are aware take precautions to avoid mosquito contact. The solutions derived from the model were verified to be positive and bounded using differential equations. Stability analysis, based on the basic reproductive number <italic>R</italic><sub>0</sub>, showed that the system remains stable when <italic>R</italic><sub>0</sub> is &#x0003C; 1. The model also identified conditions for the existence of a unique endemic equilibrium. Solutions were obtained using the Runge-Kutta method, and simulations were carried out for different populations of humans and Anopheles mosquitoes in each category. The results revealed an increase in susceptible humans and a decrease in infected mosquitoes [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>].</p>
<p>The global fight against malaria faces significant challenges. While efforts to control malaria have successfully reduced the incidence of <italic>Plasmodium falciparum</italic>, the reduction in cases of <italic>Plasmodium ovale</italic> and <italic>Plasmodium vivax</italic> has been less pronounced [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. As a result, the proportion of malaria cases caused by <italic>P. ovale</italic> and <italic>P. vivax</italic> is rising. Research indicates that ongoing transmission of <italic>P. vivax</italic> is prevalent in many regions south of the Sahara Desert [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. The difficulty in substantially reducing the prevalence of <italic>P. vivax</italic> and <italic>P. ovale</italic> is partly due to the relapsing nature of these parasites [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. Dormant forms of the parasites in the liver can cause the disease to recur, leading to symptoms weeks or even years after initial treatment. Any remaining Plasmodium in the bloodstream can trigger a relapse [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. This study focuses on individuals who have been treated and cured but still harbor dormant Plasmodium parasites in their blood, which can lead to relapse and reinfection.</p></sec>
<sec sec-type="methods" id="s2">
<title>2 Methods</title>
<sec>
<title>2.1 Model formulation</title>
<p>A mathematical modeling approach will be utilized to construct the model using deterministic ordinary differential equations.</p>
<p>The model divides the total human population at time t, denoted as <italic>N</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>), into several sub-populations: susceptible humans <italic>S</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) (healthy individuals not infected with malaria), protected humans <italic>P</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) (individuals employing mosquito prevention measures to avoid contact with vectors), infected humans <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) (those infected with malaria who can transmit the disease), infected ignorant humans <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) (individuals who still carry the <italic>Plasmodium</italic> parasites in their blood after a certain period of treatment), and recovered individuals with temporary immunity <italic>R</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) (those who have recovered from the disease and possess temporary immunity at time t).</p>
<p>Infected ignorant individuals may become infectious again if their immune system weakens. A compromised immune response can lead to the reactivation (relapse) of the <italic>Plasmodium</italic> parasites, causing re-infection without requiring a mosquito bite. The total human population is represented as follows:</p>
<disp-formula id="E1"><mml:math id="M1"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The mosquito (vector) population is categorized into susceptible and infected populations at time t (see <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>). The model consists of seven ordinary differential equations.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>A flowchart of the malaria model.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec>
<title>2.2 Model equations</title>
<disp-formula id="E2"><label>(1)</label><mml:math id="M2"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x003B8;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>With initial conditions:</p>
<disp-formula id="E3"><label>(2)</label><mml:math id="M3"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The description of the state variables and parameters used in the model (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) is provided in the table below (<xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>). This table offers a comprehensive breakdown of each state variable and parameter outlining their definitions, roles within the model and the relationships they represent.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Description of the system&#x00027;s state variables and parameters.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>State variables and parameters</bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold>Description</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>S</italic><sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Susceptible human populations</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>P</italic><sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">The size of the protected human compartment</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">The number of infectious human compartments</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">The size of infected ignorant human compartment</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>R</italic><sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Recovered human populations</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>S</italic><sub><italic>V</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Susceptible mosquito populations</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">The size of infectious mosquito populations</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Natural death rate of humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Natural death rate of mosquitoes</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B4;</td>
<td valign="top" align="left">Disease-induced death rate of humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Transmission rate from infected humans to mosquitoes</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>V</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Transmission rate from infected mosquitoes to humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003A9;<sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="left">Recruitment rate of humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003A0;</td>
<td valign="top" align="left">Proportion of recruited humans that move to protected humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1&#x02212;&#x003A0;</td>
<td valign="top" align="left">Proportion of recruited humans that move to susceptible humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C5;</td>
<td valign="top" align="left">Rate of movement from susceptible to protected humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B8;</td>
<td valign="top" align="left">Rate of movement from protected to susceptible humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B7;</td>
<td valign="top" align="left">Rate at which humans lose immunity</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B1;</td>
<td valign="top" align="left">Proportion of people who lose immunity and join susceptible humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1&#x02212;&#x003B1;</td>
<td valign="top" align="left">Proportion of people who lose immunity and join protected humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003A8;</td>
<td valign="top" align="left">Recruitment rate of mosquito</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B3;</td>
<td valign="top" align="left">Recovery rate of infected humans</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C4;</td>
<td valign="top" align="left">Proportion of infected individuals who recover</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">1&#x02212;&#x003C4;</td>
<td valign="top" align="left">Proportion of people who still carry mosquito in their bodies move to infected ignorant compartment</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C3;</td>
<td valign="top" align="left">Relapse rate</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec>
<title>2.3 Feasible region</title>
<p>The following outlines a biologically plausible region where model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) will be examined. Given that model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) split into two components, &#x00394; &#x0003D; &#x00394;<sub><italic>H</italic></sub>&#x000D7; &#x00394;<sub><italic>V</italic></sub>.</p>
<p><bold>Lemma 1</bold>. For model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), the feasible region &#x00394; contains the solution set <inline-formula><mml:math id="M4"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><bold>Proof:</bold> Assume that for any <italic>t</italic>&#x0003E;0, <inline-formula><mml:math id="M5"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. To analyze the dynamics of model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we demonstrate that the region &#x00394; is positively invariant. This region is determined by considering the entire human population.</p>
<p><italic>N</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) &#x0003D; <italic>S</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) &#x0002B; <italic>P</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0002B; <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) &#x0002B; <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) &#x0002B; <italic>R</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>) and differentiating both sides with respect to time. Adding the system&#x00027;s first four equations, we get the following:</p>
<disp-formula id="E4"><label>(3)</label><mml:math id="M6"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E5"><label>(4)</label><mml:math id="M7"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating and simplifying both sides of <xref ref-type="disp-formula" rid="E5">Equation 4</xref>, we get the following:</p>
<disp-formula id="E6"><label>(5)</label><mml:math id="M8"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where A is a constant value. Using the initial conditions and rearranging <xref ref-type="disp-formula" rid="E6">Equation 5</xref>, we get the following equation:</p>
<disp-formula id="E7"><label>(6)</label><mml:math id="M9"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 6</xref>, as <italic>t</italic> &#x02192; &#x0221E; the total human population <inline-formula><mml:math id="M10"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, which indicates that <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Thus, for the human population, the invariant region of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) is given by</p>
<disp-formula id="E8"><label>(7)</label><mml:math id="M12"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>is positively invariant.</p>
<p>Similarly, the total mosquito population of the system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) is as follows:</p>
<disp-formula id="E9"><label>(8)</label><mml:math id="M13"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Differentiating both sides of <xref ref-type="disp-formula" rid="E9">Equation 8</xref> with respect to time, we get the following equation:</p>
<disp-formula id="E10"><label>(9)</label><mml:math id="M14"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E11"><label>(10)</label><mml:math id="M15"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By solving <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 10</xref>, we obtain <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> Hence, the invariant region of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) for mosquito population is given by</p>
<disp-formula id="E12"><label>(11)</label><mml:math id="M17"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore, the invariant region of the whole system for human and mosquito populations of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) is given by</p>
<disp-formula id="E13"><label>(12)</label><mml:math id="M18"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>:</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>is positively invariant. Thus, all the solution set of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) is bounded in &#x00394;.</p>
</sec>
<sec>
<title>2.4 Positivity of the solutions</title>
<p>It must be shown that for all <italic>t</italic>&#x02265;0, all solutions to system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) with positive initial conditions will remain positive.</p>
<p><bold>Theorem 2.4.1</bold>. The solution of model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) given by <italic>S</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>),<sub><italic>P</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>), <italic>IH</italic></sub>(<italic>t</italic>), <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>), <italic>R</italic><sub><italic>H</italic></sub>(<italic>t</italic>), <italic>S</italic><sub><italic>V</italic></sub>(<italic>t</italic>) and <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub>(<italic>t</italic>) with non-negative initial conditions <italic>S</italic><sub><italic>H</italic></sub>(0),<sub><italic>P</italic><sub><italic>H</italic></sub>(0), <italic>IH</italic></sub>(0), <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub>(0), <italic>R</italic><sub><italic>H</italic></sub>(0), <italic>S</italic><sub><italic>V</italic></sub>(0) and <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub>(0) remains non-negative for all time <italic>t</italic>&#x02265; 0.</p>
<p><bold>Proof:</bold> We will demonstrate that all state variables in each equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) are positive.</p>
<p>Starting with the first equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), where we have</p>
<disp-formula id="E14"><label>(13)</label><mml:math id="M19"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating by applying the method of separation of variables along with initial conditions, we obtain</p>
<disp-formula id="E15"><label>(14)</label><mml:math id="M20"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From the second equation in system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we obtain</p>
<disp-formula id="E16"><label>(15)</label><mml:math id="M21"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating by applying the method of separation of variables along with initial conditions, we obtain:</p>
<disp-formula id="E17"><label>(16)</label><mml:math id="M22"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From the third equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we obtain</p>
<disp-formula id="E18"><label>(17)</label><mml:math id="M23"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating both sides by applying separation of variables, we obtain</p>
<disp-formula id="E19"><label>(18)</label><mml:math id="M24"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the fourth equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we obtain</p>
<disp-formula id="E20"><label>(19)</label><mml:math id="M25"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating by applying the method of separation of variables along with initial conditions, we obtain</p>
<disp-formula id="E21"><label>(20)</label><mml:math id="M26"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From the fifth equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we have</p>
<disp-formula id="E22"><label>(21)</label><mml:math id="M27"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating by applying the method of separation of variables along with initial conditions, we obtain</p>
<disp-formula id="E23"><label>(22)</label><mml:math id="M28"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From the sixth equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we have</p>
<disp-formula id="E24"><label>(23)</label><mml:math id="M29"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating using separation of variables along with initial conditions, we obtain</p>
<disp-formula id="E25"><label>(24)</label><mml:math id="M30"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the seventh equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we have</p>
<disp-formula id="E26"><label>(25)</label><mml:math id="M31"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Integrating using separation of variables along with initial conditions, we obtain</p>
<disp-formula id="E27"><label>(26)</label><mml:math id="M32"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Model analysis</title>
<sec>
<title>3.1 Disease-free equilibrium point(s)</title>
<p>Disease-free equilibrium points (DFE) are steady-state solutions where the disease (malaria) is absent, meaning <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0003D; <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0003D; <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub> &#x0003D; 0. The disease-free equilibrium in the model is determined by identifying</p>
<disp-formula id="E28"><label>(27)</label><mml:math id="M33"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the fifth equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we have</p>
<disp-formula id="E29"><label>(28)</label><mml:math id="M34"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the first equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we obtain</p>
<disp-formula id="E30"><label>(29)</label><mml:math id="M35"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the second equation of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we have</p>
<disp-formula id="E31"><label>(30)</label><mml:math id="M36"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="E30">Equations 29</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="E31">30</xref>, we obtain</p>
<disp-formula id="E32"><label>(31)</label><mml:math id="M37"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E33"><label>(32)</label><mml:math id="M38"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the sixth equation of the model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we obtain</p>
<disp-formula id="E34"><label>(33)</label><mml:math id="M39"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From the seventh equation of the model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), we obtain</p>
<disp-formula id="E35"><label>(34)</label><mml:math id="M40"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore, the disease-free equilibrium point of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) is given by</p>
<disp-formula id="E36"><label>(35)</label><mml:math id="M41"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>E</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>3.2 Effective reproduction number</title>
<p>Given that <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the rate of appearance of new infections in compartment (i), <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the rate of individual transfer into compartment (i), by all other ways, and <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the rate of individual transfer out of compartment (i) [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. Each function <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x02131;</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is considered to be continuously differentiable at least twice for each variable, and <inline-formula><mml:math id="M47"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. To take the infected compartments and use the next-generation technique to calculate the effective reproduction number. <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the dominant eigenvalue in magnitude, or spectral radius of the matrix <inline-formula><mml:math id="M49"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> where <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>E</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>E</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> where <italic>i</italic>&#x02265;1, denotes the number of compartments and 1 &#x02264; <italic>j</italic> &#x02264; <italic>n</italic> denotes the infected compartments only. Considering the model&#x00027;s infected compartments to be <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub>, <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub> and <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub>, we now obtain</p>
<disp-formula id="E37"><mml:math id="M52"><mml:mrow><mml:mi>&#x02131;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Finding the Jacobian of Matrices <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <italic>V</italic> with respect to <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub>, <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub> and <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub>, we have</p>
<disp-formula id="E38"><mml:math id="M54"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Jacobian of <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at disease-free equilibrium (<inline-formula><mml:math id="M56"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x02217;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) is given by</p>
<disp-formula id="E39"><mml:math id="M57"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x02217;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x003A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E40"><mml:math id="M58"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We need to find the inverse of Matrix <italic>V</italic> to find the effective reproduction number (<italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub>).</p>
<p>Hence,</p>
<disp-formula id="E41"><mml:math id="M59"><mml:mtable columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M60"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
<disp-formula id="E42"><mml:math id="M61"><mml:mtable columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E43"><mml:math id="M62"><mml:mtable columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Finding the eigenvalues of <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> at the disease-free equilibrium point(s) is</p>
<disp-formula id="E44"><mml:math id="M64"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The characteristic equation is as follows:</p>
<disp-formula id="E45"><label>(36)</label><mml:math id="M65"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E46"><label>(37)</label><mml:math id="M66"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi><mml:mtext>(</mml:mtext><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x02217;</mml:mo><mml:mtext>)</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="E45">Equation 36</xref>, the Eigen values of the characteristic equation can be obtained as follows:</p>
<disp-formula id="E47"><label>(38)</label><mml:math id="M67"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>D</italic><sub>4</sub> &#x0003D; (&#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub>&#x0002B; &#x003C3;)</p>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="E46">Equation 37</xref>, we have</p>
<disp-formula id="E48"><mml:math id="M68"><mml:mtable columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003A8;</mml:mi><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003A8;</mml:mi><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore, the effective reproduction number (<italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub>) is the maximum Eigen value or the spectral radius of <inline-formula><mml:math id="M69"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>:</p>
<disp-formula id="E49"><label>(39)</label><mml:math id="M70"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003A8;</mml:mi><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Hence, the effective reproduction number is computed as <inline-formula><mml:math id="M71"><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> where &#x003C1; represents the spectral radius of <inline-formula><mml:math id="M72"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> which corresponds to its dominant eigenvalue.</p>
</sec>
<sec>
<title>3.3 Local stability of disease-free equilibrium</title>
<p><bold>Theorem 3.3.1</bold>. If <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> &#x0003C; 1, the disease-free equilibrium point(s) of the system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) is locally asymptotically stable in &#x00394;.</p>
<p><bold>Proof</bold>: To prove Theorem 3.3.1, we first calculate the Jacobian matrix of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>):</p>
<p>where: (<xref ref-type="disp-formula" rid="E49">Equation 39</xref>)</p>
<disp-formula id="E50"><label>(40)</label><mml:math id="M73"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and let&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The eigenvalues of the Jacobian matrix are obtained by solving the characteristic equation: <inline-formula><mml:math id="M74"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x02217;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
<disp-formula id="E51"><label>(41)</label><mml:math id="M75"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>7</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>8</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x003A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x003A8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>We focus on the first and second columns of the 7 &#x000D7; 7 matrix. When considering the fifth and the sixth columns, we the result is a zero matrix due to the presence of zero-column matrices in the reduction process. Thus, we have two eigenvalues: <sub>&#x003BB;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x02212;&#x003BC;<italic>V</italic></sub> &#x0003C; 0 and &#x003BB;<sub>2</sub> &#x0003D; &#x02212;<italic>D</italic><sub>8</sub> &#x0003D; &#x02212;(&#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub>&#x0002B;&#x003B7;) &#x0003C; 0. The remaining eigenvalues can be derived from the rest of the matrix.</p>
<disp-formula id="E52"><mml:math id="M76"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Let <inline-formula><mml:math id="M77"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M78"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula></p>
<disp-formula id="E53"><label>(42)</label><mml:math id="M79"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The characteristic equation of the first sub-matrix (<xref ref-type="disp-formula" rid="E53">Equation 42</xref>) is</p>
<disp-formula id="E54"><label>(43)</label><mml:math id="M80"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E55"><mml:math id="M81"><mml:mtable columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E56"><label>(44)</label><mml:math id="M82"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>We use the Routh Hurwitz matrix array to show that all eigenvalues of <xref ref-type="disp-formula" rid="E54">Equation 43</xref> have negative real parts.</p>
<table-wrap position="float">
<table frame="box" rules="all">
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BB;<sup>2</sup></td>
<td valign="top" align="left">1 <italic>W</italic><sub>0</sub></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BB;<sup>1</sup></td>
<td valign="top" align="left"><italic>W</italic><sub>1</sub></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BB;<sup>0</sup></td>
<td valign="top" align="left"><italic>W</italic><sub>0</sub></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>According to Routh-Hurwitz stability criteria, all eigenvalues of the characteristic <xref ref-type="disp-formula" rid="E54">Equation 43</xref> have negative real parts if all terms of the first column of the Routh array are positive. Therefore, from the Routh array above, <italic>W</italic><sub>1</sub> &#x0003D; (2&#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub>&#x0002B;&#x003B8;&#x0002B;&#x003C5;)&#x0003E;0 and <italic>W</italic><sub>0</sub> &#x0003D; &#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub>(&#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub>&#x0002B;&#x003B8;&#x0002B;&#x003C5;)&#x0003E;0. Therefore, using the Routh-Hurwitz stability criterion, the two eigenvalues &#x003BB;<sub>3</sub> and &#x003BB;<sub>4</sub> of the Jacobian matrix have negative real parts.</p>
<p>From the second sub-matrix of the matrix (<xref ref-type="disp-formula" rid="E53">Equation 42</xref>), we have</p>
<disp-formula id="E57"><label>(45)</label><mml:math id="M83"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E58"><label>(46)</label><mml:math id="M84"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Rearranging the like terms in <xref ref-type="disp-formula" rid="E57">Equation 45</xref> and multiplying both sides by &#x02212;1 results in:</p>
<disp-formula id="E59"><label>(47)</label><mml:math id="M85"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>The characteristic polynomial is given by</p>
<disp-formula id="E60"><label>(48)</label><mml:math id="M86"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E61"><label>(49)</label><mml:math id="M87"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Now, we use Routh-Hurwitz stability criteria to show that the condition of the characteristic <xref ref-type="disp-formula" rid="E59">Equation 47</xref> all have eigenvalues with negative real parts:</p>
<table-wrap position="float">
<table frame="box" rules="all">
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BB;<sup>3</sup></td>
<td valign="top" align="left">1 <sub>&#x003BC;<sub><italic>v</italic></sub>(<italic>D</italic><sub>1</sub>&#x0002B;<italic>D</italic><sub>4</sub>)&#x0002B;<italic>D</italic>1</sub><italic>D</italic><sub>4</sub>&#x02212;<italic>D</italic><sub>2</sub><italic>D</italic><sub>3</sub>&#x02212;<italic>AB</italic></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BB;<sup>2</sup></td>
<td valign="top" align="left">(&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub>&#x0002B;<italic>D</italic><sub>1</sub>&#x0002B;<italic>D</italic><sub>4</sub>) (<italic>D</italic><sub>1</sub><italic>D</italic><sub>4</sub>&#x003BC;<sub><italic>v</italic></sub>&#x02212;<italic>D</italic><sub>2</sub><italic>D</italic><sub>3</sub>&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub>&#x02212;<italic>ABD</italic><sub>4</sub>)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BB;<sup>1</sup></td>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M88"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BB;<sup>0</sup></td>
<td valign="top" align="left">(<italic>D</italic><sub>1</sub><italic>D</italic><sub>4</sub>&#x003BC;<sub><italic>v</italic></sub>&#x02212;<italic>D</italic><sub>2</sub><italic>D</italic><sub>3</sub>&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub>&#x02212;<italic>ABD</italic><sub>4</sub>)</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>From the above Routh Hurwitz all eigenvalues of the characteristic <xref ref-type="disp-formula" rid="E59">Equation 47</xref> have negative real parts if the first column of the Routh array is non-negative, as shown below:</p>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="E61">Equation 49</xref></p>
<disp-formula id="E62"><label>(50)</label><mml:math id="M89"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>is true if</p>
<disp-formula id="E63"><label>(51)</label><mml:math id="M90"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E64"><label>(52)</label><mml:math id="M91"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>divide <xref ref-type="disp-formula" rid="E64">Equation 52</xref> both sides by <italic>D</italic><sub>1</sub><italic>D</italic><sub>4</sub>&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub>&#x02212;<italic>D</italic><sub>2</sub><italic>D</italic><sub>3</sub>&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub> yields.</p>
<disp-formula id="E65"><mml:math id="M92"><mml:mtable columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003A8;</mml:mi><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore, if all the above conditions are satisfied, including <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> &#x0003C; 1, all the first columns of the Routh Hurwitz array are positive. Consequently, the remaining eigenvalues &#x003BB;<sub>5</sub>, &#x003BB;<sub>6</sub> and &#x003BB;<sub>7</sub> of the Jacobian at the disease-free equilibrium have a negative real part. This indicates that the disease-free equilibrium point <sub>0</sub> is locally asymptotically stable if <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> &#x0003C; 1 and unstable if <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub>&#x0003E; 1.</p>
</sec>
<sec>
<title>3.4 Global stability of disease-free equilibrium point</title>
<p><bold>Theorem 3.4.1 (Global stability of the disease-free equilibrium point):</bold> For system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>), the disease-free equilibrium is globally asymptotically stable in the feasible region if <inline-formula><mml:math id="M93"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><bold>Proof:</bold> To demonstrate the global asymptotic stability of the equilibrium point <sub>0</sub>, we employ the Lyapunov function method. We establish an appropriate Lyapunov function <italic>V</italic>(<italic>t</italic>) using the approach outlined in [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>].</p>
<p><italic>V</italic> &#x0003D; <italic>E</italic><sub>1</sub><italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub>&#x0002B;<italic>E</italic><sub>2</sub><italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub>&#x0002B;<italic>E</italic><sub>3</sub><italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub>, where <italic>E</italic><sub>1</sub>, <italic>E</italic><sub>2</sub>, and <italic>E</italic><sub>3</sub> are positive constants, and <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub>, <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub> and <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub> are positive state variables.</p>
<disp-formula id="E66"><label>(53)</label><mml:math id="M94"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By substituting expressions for <inline-formula><mml:math id="M95"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:math></inline-formula>and <inline-formula><mml:math id="M96"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> from the system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) to <xref ref-type="disp-formula" rid="E66">Equation 53</xref> and simplifying it by collecting like terms of the equation we obtain the following:</p>
<disp-formula id="E67"><mml:math id="M97"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Taking the coefficients of <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub> and <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub> equal with zero, we obtain</p>
<disp-formula id="E68"><label>(54)</label><mml:math id="M98"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the coefficient of <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub>, we have <inline-formula><mml:math id="M99"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></p>
<p>From the coefficient of <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub>, we have</p>
<disp-formula id="E69"><label>(55)</label><mml:math id="M100"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">but&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Substituting <inline-formula><mml:math id="M101"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <xref ref-type="disp-formula" rid="E69">Equation 55</xref> in <xref ref-type="disp-formula" rid="E68">Equation 54</xref>, we obtain</p>
<disp-formula id="E70"><mml:math id="M102"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Multiplying the right-side terms by <inline-formula><mml:math id="M103"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, we obtain</p>
<disp-formula id="E71"><mml:math id="M104"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mtext>where&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;and&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Hence,</p>
<disp-formula id="E72"><mml:math id="M105"><mml:mtable columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore, if <inline-formula><mml:math id="M106"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:math></inline-formula>then <inline-formula><mml:math id="M107"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Accordingly, we obtain <inline-formula><mml:math id="M108"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Furthermore, <inline-formula><mml:math id="M109"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> if and only if <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub> &#x0003D; 0. This shows that the disease-free equilibrium point <inline-formula><mml:math id="M110"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>E</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext>&#x003A8;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is globally asymptotically stable.</p>
<p>Remarks on stability analysis based on the effective reproduction number</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>i. If <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> &#x0003C; 1, the disease-free equilibrium is stable, and the endemic equilibrium does not exist.</p></list-item>
<list-item><p>ii. If <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub>&#x0003E;1, the disease-free equilibrium is unstable, and an endemic equilibrium may exist and be stable.</p></list-item>
</list></sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Sensitivity analysis of model parameters</title>
<p>The parameters within the model system (<xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>) have their own influence on the value of the effective reproduction number. Sensitivity analysis is used to determine which parameters have a significant impact on the effective reproduction number <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub>, applying the method outlined in references [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>] to conduct the analysis.</p>
<p><bold>Definition 4.1</bold>. The normalized forward sensitivity index of <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub>, differentiable with respect to a given basic parameter <italic>k</italic> is defined as <inline-formula><mml:math id="M111"><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:munder><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mfrac><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]:</p>
<p>We establish the sensitivity of every basic parameter in <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> as follows:</p>
<disp-formula id="E73"><mml:math id="M112"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>H</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo>&#x003A0;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> presents a sensitivity analysis of the effective reproductive number <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> with respect to 13 basic parameters, based on the values of the parameters provided in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>. From this analysis, we conclude that the parameters &#x003B2;<sub><italic>H</italic></sub>, &#x003B2;<sub><italic>V</italic></sub>, &#x003A8;, &#x003A9;<sub><italic>h</italic></sub>, and &#x003B8;, which have positive sensitivity indices, contribute to an increase <italic>R</italic><sub><italic>e</italic></sub> <italic>as</italic> their values rise, provided other parameters remain constant. Conversely, the basic parameters &#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub>, &#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub>, &#x003B4;, &#x003C5;, &#x003B3;, and &#x003C4; have negative sensitivity indices, potentially mitigating malaria transmission while other parameters are held constant.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>Graph of sensitivity indices of the effective reproduction number.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0002.tif"/>
</fig>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 2</label>
<caption><p>Parameters and their sensitivity indices for model (1) (units: day<sup>&#x02212;1</sup>).</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Parameters</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Parameter value</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Source</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Sensitivity index</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="center">0.001</td>
<td valign="top" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>V</italic></sub></td>
<td valign="top" align="center">0.0001645</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003A8;</td>
<td valign="top" align="center">0.041</td>
<td valign="top" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003A9;<sub><italic>h</italic></sub></td>
<td valign="top" align="center">220</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B8;</td>
<td valign="top" align="center">0.00652</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">0.43934123</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C3;</td>
<td valign="top" align="center">0.02</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">0.00101024</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub></td>
<td valign="top" align="center">0.042</td>
<td valign="top" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub></td>
<td valign="top" align="center">0.00004</td>
<td valign="top" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.49832608</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C5;</td>
<td valign="top" align="center">0.05</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.44200849</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B4;</td>
<td valign="top" align="center">0.068</td>
<td valign="top" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.42757054</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B3;</td>
<td valign="top" align="center">0.071</td>
<td valign="top" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.07217794</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C4;</td>
<td valign="top" align="center">0.16</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.07128686</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003A0;</td>
<td valign="top" align="center">0.0075</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.00002287</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Numerical simulations</title>
<p>Presented here are the numerical simulations for the system described in <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 1</xref>. The solutions obtained using MATLAB, within the time interval <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>] &#x0003D; [0, 100], along with the parameter values provided in <xref ref-type="table" rid="T2">Tables 2</xref>, <xref ref-type="table" rid="T3">3</xref>. The initial conditions for each compartment are assumed as follows:</p>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 3</label>
<caption><p>Parameters and their corresponding values for model (1) (units: day<sup>&#x02212;1</sup>).</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold>Parameters</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Parameter value</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Source</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B1;</td>
<td valign="top" align="center">0.00042</td>
<td valign="top" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B7;</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">Assumed</td>
</tr></tbody>
</table>
</table-wrap>
<p><italic>S</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0003D; 20, 000, <italic>P</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0003D; 100, <italic>I</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0003D; 50, <italic>L</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0003D; 50, <italic>R</italic><sub><italic>H</italic></sub> &#x0003D; 100, <italic>S</italic><sub><italic>V</italic></sub> &#x0003D; 1, 000, and <italic>I</italic><sub><italic>V</italic></sub> &#x0003D; 100.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F4">4</xref> illustrate the malaria transmission model when <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. From <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>, we observe that although the number of infected humans decreases over time, the number of infected ignorant humans increases initially, indicating that malaria persists in the population. Additionally, the number of susceptible humans decreases as the protected human population grows. In <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>, we observe that the number of susceptible mosquitoes decreases, while the number of infected mosquitoes increases. However, after some time, the infected mosquito population also declines as humans become more aware and adopt mosquito-prevention measures, reducing mosquitos&#x00027; access to essential resources for their survival.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>The human population when <inline-formula><mml:math id="M114"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5381</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0003.tif"/>
</fig>
<fig id="F4" position="float">
<label>Figure 4</label>
<caption><p>The mosquito population when <inline-formula><mml:math id="M115"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5381</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0004.tif"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> shows a steady increase in the number of protected humans. Initially, the susceptible human population drops sharply as the number of protected and infected humans increases. However, as the number of infected humans declines, the susceptible population begins to rise again and eventually stabilizes. The number of recovered humans also increases, while the infected ignorant individuals show no significant growth. This trend suggests that people adopt mosquito protective measures to avoid contact with the vector, reducing the spread of malaria. In <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>, we observe that the susceptible mosquito population decreases from the beginning, alongside a decline in the overall mosquito population, both susceptible and infected. This decrease occurs because mosquitoes struggle to find human hosts for blood meals, which are essential for their survival, as the human population increasingly adopts protective measures. <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref> reinforces the observation that as the protected human population grows, the number of both susceptible and infected mosquitoes decreases. This supports the overall pattern shown in the previous figures, highlighting the impact of human preventive behavior on reducing the mosquito population and, consequently, malaria transmission.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>Figure 5</label>
<caption><p>The human population when <inline-formula><mml:math id="M116"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0586</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0005.tif"/>
</fig>
<fig id="F6" position="float">
<label>Figure 6</label>
<caption><p>The mosquito population when <inline-formula><mml:math id="M117"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>R</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0586</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>Figure 7</label>
<caption><p>Human and mosquito population.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0007.tif"/>
</fig>
<p>The data in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figures 8</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F9">9</xref> clearly show that as the proportion of infected individuals receiving treatment increases, the number of both infected and infected ignorant individuals decreases. This trend occurs because, as more infected individuals receive effective treatment, the probability of recovery from the disease rises, leading them to move into the recovered category. Consequently, increased access to treatment not only reduces the total number of infected individuals but also diminishes the pool of those who are infected and ignorant of their infection status.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>Figure 8</label>
<caption><p>Infected Humans at various &#x003C4; values.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0008.tif"/>
</fig>
<fig id="F9" position="float">
<label>Figure 9</label>
<caption><p>Infected ignorant humans at various &#x003C4; values.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0009.tif"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="F10">Figures 10</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F11">11</xref> indicate that, initially, the number of recovered individuals increases as both the proportion and rate of infectious humans receiving treatment rise. However, this upward trend gradually reverses, leading to a decline in the number of recovered individuals as more people adopt mosquito protective measures. This shift suggests that while treatment initially supports recovery rates, the increased use of preventive actions impacts the spread and recovery dynamics, ultimately reducing the number of new cases requiring recovery.</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>Figure 10</label>
<caption><p>Recovered humans at various &#x003C4; values.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0010.tif"/>
</fig>
<fig id="F11" position="float">
<label>Figure 11</label>
<caption><p>Recovered humans at various &#x003B3; values.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0011.tif"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="F12">Figures 12</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F13">13</xref> reveal that as the rate of transition from the susceptible class to the protected class increases, there is a corresponding decrease in the number of both infected and infected ignorant individuals. This trend occurs because a larger portion of the population becomes aware of mosquito protection measures and actively uses them, thereby reducing interactions between humans and mosquitoes. As a result, the likelihood of transmission decreases, leading to a lowered infection risk across human populations. These findings underscore the effectiveness of protective behaviors in mitigating the spread of mosquito-borne diseases.</p>
<fig id="F12" position="float">
<label>Figure 12</label>
<caption><p>Infected humans at various &#x003C5; values.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0012.tif"/>
</fig>
<fig id="F13" position="float">
<label>Figure 13</label>
<caption><p>Infected ignorant humans at various &#x003C5; values.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1487291-g0013.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s6">
<title>6 Conclusion</title>
<p>In this article, we developed a mathematical model of malaria transmission that incorporates infected individuals unaware of their infection (ignorant infected humans) and accounts for relapse. The positivity and well-posedness of the model equations were analyzed. Numerical simulations, based on the data from the literature and parameter assumptions, indicate that increasing the treatment proportion among infected individuals reduces the number of humans carrying the <italic>Plasmodium</italic> parasites without displaying symptoms for a period of time. Additionally, raising awareness of mosquito protection measures not only reduces the number of infected and infected ignorant humans but also decreases the susceptible human population.</p>
<p>The sensitivity analysis of the model reveals that the most positively sensitive factors are the human-to-mosquito transmission rate (&#x003B2;<sub><italic>H</italic></sub>), the mosquito-to-human transmission rate (&#x003B2;<sub><italic>V</italic></sub>), the mosquito recruitment rate (&#x003A8;), and the rate of transfer from protected to susceptible humans (&#x003B8;). Conversely, the parameters sensitive to negative values include the natural death rate of humans (&#x003BC;<sub><italic>H</italic></sub>), the natural death rate of mosquitoes (&#x003BC;<sub><italic>V</italic></sub>), the disease-induced death rate of humans (&#x003B4;), the rate of transfer from susceptible to protected humans (&#x003C5;), the recovered rate (&#x003B3;), and the proportion of infected individuals who recover (&#x003C4;). Therefore, these negatively sensitive parameters reduces the number of infected and ignorant infected individuals, thereby decreasing disease transmission.</p>
<p>The results of the model reveal that mosquito protection measures are more effective than treatment alone in reducing disease transmission. While providing treatment to infected individuals helps reduce the number of infected humans and prevent relapses, mosquito protection measures directly limit human&#x02013;mosquito interactions, addressing the root cause of transmission. By reducing contact between mosquitoes and humans, these preventive measures effectively lower the overall spread of infection across the population. This finding highlights the importance of prioritizing preventive strategies, such as the use of insecticide-treated bed nets and repellents, alongside treatment efforts, to achieve comprehensive malaria control.</p></sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s7">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s8">
<title>Author contributions</title>
<p>GH: Conceptualization, Formal analysis, Methodology, Software, Writing &#x02013; original draft, Writing &#x02013; review &#x00026; editing. PK: Conceptualization, Formal analysis, Investigation, Writing &#x02013; original draft, Writing &#x02013; review &#x00026; editing, Methodology, Software. FM: Conceptualization, Formal analysis, Methodology, Software, Writing &#x02013; original draft, Writing &#x02013; review &#x00026; editing.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s9">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that no financial support was received for the research, authorship, and/or publication of this article.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s10">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sato</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Plasmodium&#x02014;a brief introduction to the parasites causing human malaria and their basic biology</article-title>. <source>J Physiol Anthropol</source>. (<year>2021</year>) <volume>40</volume>:<fpage>1</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s40101-020-00251-9</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">33413683</pub-id></citation></ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Assemie</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>The occurrence and distribution of plasmodium species in Woyn Wuha health center, Ethiopia</article-title>. <source>Biomed Res Int</source>. (<year>2022</year>) <volume>2022</volume>:<fpage>2881879</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2022/2881879</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">36105932</pub-id></citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mandal</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Sarkar</surname> <given-names>RR</given-names></name> <name><surname>Sinha</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Mathematical models of malaria-a review</article-title>. <source>Malar J.</source> (<year>2011</year>) <volume>10</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>19</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/1475-2875-10-202</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21777413</pub-id></citation></ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abiodun</surname> <given-names>GJ</given-names></name></person-group>. <source>A Mathematical Model for Studying the Impact of Climate Variability on Malaria Epidemics in South Africa</source>. University of the Western Cape (<year>2017</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Coetzee</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Distribution of the African malaria vectors of the anopheles Gambiae complex</article-title>. <source>Am J Tropic Med Hygiene.</source> (<year>2004</year>) <volume>70</volume>:<fpage>103</fpage>&#x02013;<lpage>4</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.4269/ajtmh.2004.70.103</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ross</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <source>The Prevention of Malaria</source>. <publisher-loc>London</publisher-loc>: <publisher-name>John Murray.</publisher-name> (<year>1911</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gebremeskel</surname> <given-names>AA</given-names></name> <name><surname>Krogstad</surname> <given-names>HE</given-names></name></person-group>. <article-title>Mathematical modelling of endemic malaria transmission</article-title>. <source>Am J Appl Mathem</source>. (<year>2015</year>) 3:36&#x02013;46 <pub-id pub-id-type="doi">10.11648/j.ajam.20150302.12</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ibrahim</surname> <given-names>MM</given-names></name> <name><surname>Kamran</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Naeem Mannan</surname> <given-names>MM</given-names></name> <name><surname>Kim</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Jung</surname> <given-names>IH</given-names></name></person-group>. <article-title>Impact of awareness to control malaria disease: a mathematical modeling approach</article-title>. <source>Complexity.</source> (<year>2020</year>) <volume>2020</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>13</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2020/8657410</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yman</surname> <given-names>V</given-names></name> <name><surname>Wandell</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Mutemi</surname> <given-names>DD</given-names></name> <name><surname>Miglar</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Asghar</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Hammar</surname> <given-names>U</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Persistent transmission of <italic>Plasmodium malariae</italic> and <italic>Plasmodium ovale</italic> species in an area of declining <italic>Plasmodium falciparum</italic> transmission in eastern Tanzania</article-title>. <source>PLoS Negl Trop Dis.</source> (<year>2019</year>) <volume>13</volume>:<fpage>e0007414</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1371/journal.pntd.0007414</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">31136585</pub-id></citation></ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Battle</surname> <given-names>KE</given-names></name> <name><surname>Lucas</surname> <given-names>TCD</given-names></name> <name><surname>Nguyen</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Howes</surname> <given-names>RE</given-names></name> <name><surname>Nandi</surname> <given-names>AK</given-names></name> <name><surname>Twohig</surname> <given-names>KA</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Mapping the global endemicity and clinical burden of <italic>Plasmodium vivax</italic>, 2000&#x02013;17: a spatial and temporal modelling study</article-title>. <source>Lancet.</source> (<year>2019</year>) <volume>394</volume>:<fpage>332</fpage>&#x02013;<lpage>43</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0140-6736(19)31096-7</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">31229233</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Baird</surname> <given-names>JK</given-names></name></person-group>. <article-title>African <italic>Plasmodium vivax</italic> malaria improbably rare or benign</article-title>. <source>Trends Parasitol.</source> (<year>2022</year>) <volume>38</volume>:<fpage>683</fpage>&#x02013;<lpage>96</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.pt.2022.05.006</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">35667992</pub-id></citation></ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dayananda</surname> <given-names>KK</given-names></name> <name><surname>Achur</surname> <given-names>RN</given-names></name> <name><surname>Gowda</surname> <given-names>DC</given-names></name></person-group>. <article-title>Epidemiology, drug resistance, and pathophysiology of <italic>Plasmodium vivax</italic> malaria</article-title>. <source>J Vector Borne Dis.</source> (<year>2018</year>) <volume>55</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.4103/0972-9062.234620</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">29916441</pub-id></citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Collins</surname> <given-names>WE</given-names></name> <name><surname>Jeffery</surname> <given-names>GM</given-names></name></person-group>. <article-title><italic>Plasmodium ovale</italic>: parasite and disease</article-title>. <source>Clin Microbiol Rev.</source> (<year>2005</year>) <volume>18</volume>:<fpage>570</fpage>&#x02013;<lpage>81</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1128/CMR.18.3.570-581.2005</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">16020691</pub-id></citation></ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mangongo</surname> <given-names>YT</given-names></name> <name><surname>Bukweli</surname> <given-names>JDK</given-names></name> <name><surname>Kampempe</surname> <given-names>JDB</given-names></name> <name><surname>Mabela</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Munganga</surname> <given-names>JMW</given-names></name></person-group>. <article-title>Stability and global sensitivity analysis of the transmission dynamics of malaria with relapse and ignorant infected humans</article-title>. <source>Physica Scripta</source>. (<year>2022</year>) <volume>97</volume>:<fpage>024002</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1402-4896/ac4862</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Van den Driessche</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>&#x00026; Watmough</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. (<year>2002</year>). <article-title>Reproduction numbers and sub-threshold endemic equilibria for compartmental models of disease transmission</article-title>. <source>Mathem Biosci.</source> <volume>180</volume>:<fpage>29</fpage>&#x02013;<lpage>48</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0025-5564(02)00108-6</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">12387915</pub-id></citation></ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gebremichael</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Mekonnen</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Impact of climatic factors and intervention strategies on the dynamics of malaria in Ethiopia: a mathematical model analysis</article-title>. <source>Int J Sci.: Basic Appl Res</source>. (<year>2020</year>) <volume>54</volume>:<fpage>120</fpage>&#x02013;<lpage>50</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khan</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Wahid</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Islam</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Khan</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Shafie</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Gul</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Stability analysis of an SEIR epidemic model with non-linear saturated incidence and temporary immunity</article-title>. <source>Int J Adv Appl Math Mech</source>. (<year>2015</year>) 2:1&#x02212;14.</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chitnis</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Hyman</surname> <given-names>JM</given-names></name> <name><surname>Cushing</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <article-title>Determining important parameters in the spread of malaria through the sensitivity analysis of a mathematical model</article-title>. <source>Bull Math Biol</source>. (<year>2008</year>) <volume>70</volume>:<fpage>1272</fpage>&#x02013;<lpage>96</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11538-008-9299-0</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">18293044</pub-id></citation></ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Obabiyi</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Olaniyi</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <source>Global Stability Analysis of Malaria Transmission Dynamics with Vigilant Compartment.</source> Texas State University (<year>2019</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Klinck</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Transmission model details</article-title>. <source>Philippine Sci Lett</source>. (<year>2016</year>) <volume>5</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>3</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Makinde</surname> <given-names>OD</given-names></name> <name><surname>Okosun</surname> <given-names>KO</given-names></name></person-group>. <article-title>Impact of chemo-therapy on optimal control of malaria disease with infected immigrants</article-title>. <source>BioSystems</source>. (<year>2011</year>) <volume>104</volume>:<fpage>32</fpage>&#x02013;<lpage>41</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.biosystems.2010.12.010</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21219965</pub-id></citation></ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Menbiko</surname> <given-names>DK</given-names></name> <name><surname>Deressa</surname> <given-names>CT</given-names></name></person-group>. <article-title>Modeling and analysis of an age-structured malaria model in the sense of Atangana&#x02013;Baleanu fractional operators</article-title>. <source>J Mathemat.</source> (<year>2024</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2024/6652037</pub-id></citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>