<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1238901</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2023.1238901</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Fractional stochastic vibration system under recycling noise</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Zhang et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fphy.2023.1238901">10.3389/fphy.2023.1238901</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Jian-Gang</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2242500/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Fang</given-names>
</name>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Hui-Nan</given-names>
</name>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>
<institution>School of Mathematics and Physics</institution>, <institution>Lanzhou Jiaotong University</institution>, <addr-line>Lanzhou</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/138227/overview">Ji-Huan He</ext-link>, Soochow University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2069186/overview">Muhammad Nadeem</ext-link>, Qujing Normal University, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2075126/overview">Yajie Li</ext-link>, Henan University of Urban Construction, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2075816/overview">Ain Qura Tul</ext-link>, Guizhou University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Jian-Gang Zhang, <email>Zhangjg7715776@126.com</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>02</day>
<month>08</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1238901</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>12</day>
<month>06</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>18</day>
<month>07</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2023 Zhang, Wang and Wang.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Zhang, Wang and Wang</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>The fractional stochastic vibration system is quite different from the traditional one, and its application potential is enormous if the noise can be deployed correctly and the connection between the fractional order and the noise property is unlocked. This article uses a fractional modification of the well-known van der Pol oscillator with multiplicative and additive recycling noises as an example to study its stationary response and its stochastic bifurcation. First, based on the principle of the minimum mean square error, the fractional derivative is equivalent to a linear combination of damping and restoring forces, and the original system is simplified into an equivalent integer order system. Second, the It&#xf4; differential equations and One-dimensional Markov process are obtained according to the stochastic averaging method, using Oseledec multiplicative ergodic theorem and maximal Lyapunov exponent to judge local stability, and judging global stability is done by using the singularity theory. Lastly, the stochastic D-bifurcation behavior of the model is analyzed by using the Lyapunov exponent of the dynamical system invariant measure, and the stationary probability density function of the system is solved according to the FPK equation. The results show that the fractional order and noise property can greatly affect the system&#x2019;s dynamical properties. This paper offers a profound, original, and challenging window for investigating fractional stochastic vibration systems.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>van der Pol system</kwd>
<kwd>fractional derivative</kwd>
<kwd>recycling noise</kwd>
<kwd>stochastic averaging method</kwd>
<kwd>stochastic bifurcation</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Interdisciplinary Physics</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Fractional derivative [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] is an extension of the theory of integer derivatives, and the study of fractional derivatives has a history of over 300&#xa0;years. Some new materials have appeared, e.g., viscoelastic materials, nanomaterials, cement mortar, 3D-printed materials, and porous materials [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>], which are different from either a solid or a fluid, and their constitutive relation is extremely difficult to be expressed correctly by the traditional calculus though much effort has been made to solve the problem, for example, using the fractal viscoelastic model [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] and the fractal rheological model [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]; the intractable constitutive relation has not yet been solved.</p>
<p>Considering its memory property, we consider that fractional calculus might be the best candidate for stochastic dynamical systems [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. Stochastic disturbances are widespread in nature, and fractional stochastic systems have become a hot spot in both mathematics and physics to deal with noise excitation. For example, energy-harvesting devices [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>] are always subject to random excitation, and a fractional model can effectively reveal the bifurcation properties and multiple attractors of the energy-harvesting system, for example, Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. Fractional models for Gaussian white noise also caught much attention [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>], and the fractional convolution kernel neural network is a suitable mathematical tool for fault diagnosis [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>]. Duffing oscillator [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>] is extended to its fractional partner under noise [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>]. Van der Pol oscillator [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>] is another widely used model for the analysis of fractional stochastic P-bifurcation [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>].</p>
<p>In reality, noise exists in all aspects of practical applications, especially in nonlinear systems. The properties of stationary response, energy-harvesting efficiency, stability, and bifurcation will be greatly affected by noise excitation. At present, the research on the dynamic behavior of systems driven by recycling noise has attracted widespread attention from domestic and foreign scholars and achieved fruitful results, especially in the birhythmic biological system [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>], stochastic resonance in asymmetric bistable systems [<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>], and the double entropic stochastic resonance phenomenon [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>]. In this article, the fractional van der Pol model with recycling noise is adopted to investigate its dynamical properties.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Model description</title>
<p>Balthazar van der Pol is a famous electronic engineer in the Netherlands. In 1927, he first deduced the famous van der Pol equation in order to describe the oscillation effect of triodes in electronic circuits, as shown below:<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Afterward, as a classic nonlinear dynamic system, it is often used in mathematics and some nonlinear dynamic systems to demonstrate its dynamic behavior characteristics. In continuous research, the highest number of nonlinear terms considered is also constantly increasing, and there are also various methods for solving approximate solutions of such equations [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>]. From the classical van der Pol equation, changing the order of the equation can obtain systems with different dynamic behaviors, thereby better obtaining the dynamic behavior characteristics of the system. Therefore, we use the following equation to introduce the fractional generalized van der Pol model with multiplicative and additive recycling noise:<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the damping coefficient, <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are nonlinear damping coefficients, <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the frequency, <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are independent recycling noises, i.e., <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The power spectral density of recycling noise is obtained as:<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the Caputo fractional derivative [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] of <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> order about <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> defined as:<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>There are other definitions of fractional derivatives, for example, two-scale fractal derivative [<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>] and He&#x2019;s fractional derivative [<xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>]. The Caputo fractional derivative has memory property [<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B44">44</xref>], so it is used for the present study.</p>
<p>The <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> term in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">1</xref> can be expressed in a combination of spring stiffness and damping terms [<xref ref-type="bibr" rid="B45">45</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>], hence, Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">1</xref> becomes:<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the equivalent damping and stiffness coefficients of fractional damping, respectively.</p>
<p>In order to identify <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we introduce an error function, which reads<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>According to the minimum mean square method [<xref ref-type="bibr" rid="B44">44</xref>], we have<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</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:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Equation <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">6</xref> leads to the following equations:<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Assuming that<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>and <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we have<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Considering Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">8</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">9</xref>, we re-write Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> in the form<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ5">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ6">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x00D7;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>For the same reason, we have<disp-formula id="equ7">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ8">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ9">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">acos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ10">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x00D7;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Hence<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mmultiscripts>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mprescripts/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>To simplify Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">10</xref> further, we use the following asymptotic integrals<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bf;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bf;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">11</xref>, the integral averaging of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">10</xref> with respect to <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> results in<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Hence, the equivalent system (4) can be written in the form<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Model processing</title>
<p>Now the problem becomes relatively simple; we assume that the solution of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> can be expressed as [<xref ref-type="bibr" rid="B49">49</xref>].<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the amplitude and initial phase of the system, respectively.</p>
<p>We re-write Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> in the form<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>By Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">15</xref> and the stochastic averaging method [<xref ref-type="bibr" rid="B50">50</xref>], Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e16">16</xref> becomes<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">asin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The recycling noise is a stationary process and can be approximated by a 2-D diffusion process. After stochastic averaging, the drift and diffusion coefficients are as follows:<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">asin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">acos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">asin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">asin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">asin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the value of power spectral density of <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For the deterministic averaging of <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we have<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">acos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>128</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>256</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The corresponding It&#xf4; SDE is<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>128</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>256</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The one-dimensional Markov Process can be expressed as:<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>128</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>256</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Stochastic stability analysis</title>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 The local stochastic stability</title>
<p>Considering the case of <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and linear It&#xf4; stochastic stability, from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">24</xref>, we obtain<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Therefore, it is obtained that <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, using Oseledec multiplicative ergodic theorem [<xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>] and maximal Lyapunov exponents to judge local stability. According to It&#xf4; stochastic differential equation, the solution of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref> is<disp-formula id="equ11">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Then the approximate solution of the Lyapunov exponent of It&#xf4; stochastic differential equation is obtained<disp-formula id="equ12">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">ln</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="&#x2016;" close="&#x2016;" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mi>lim</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">ln</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>When <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, i.e., <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref> is stable in the sense of probability, and Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e16">16</xref> is stable at the balance point. When <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, i.e., <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the effect is just the opposite.</p>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 The global stochastic stability</title>
<sec id="s4-2-1">
<title>4.2.1 Linear It&#xf4; stochastic stability</title>
<p>Judging global stability by the singularity theory, <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the first kind of singular boundary of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref>. <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the second kind of singular boundary problem of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref>. Calculating the diffusion index, drift indices, and characteristic value at boundary <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, yields<disp-formula id="equ13">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ14">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>And the following conclusions are drawn, as shown in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Global stability analysis.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="2" align="center">Condition</th>
<th align="center">State</th>
<th align="center">Category</th>
<th align="center">Conclusion</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="2" align="center">
<inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Attract natural boundary</td>
<td rowspan="2" align="center">The trivial solution of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref> is stable in the sense of probability, and the original system is probabilistically stable at the balance point</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Exclude natural boundary</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="center">
<inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Exclude natural boundary</td>
<td rowspan="2" align="center">The trivial solution of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref> is unstable in the sense of probability, and the original system is probabilistically unstable at the balance point</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Attract natural boundary</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Strict natural boundary</td>
<td align="center">The critical condition of system bifurcation</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4-2-2">
<title>4.2.2 Stability of nonlinear It&#xf4; stochastic differential equation</title>
<p>When <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the first kind of singular boundary of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">24</xref>. When <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the second kind of singular boundary problem of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">24</xref>. Calculating the diffusion index, drift indices, and characteristic value at boundary <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, yields<disp-formula id="equ15">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>64</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>128</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>128</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>128</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>96</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>128</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>64</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>9</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>128</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>128</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>128</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>96</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>128</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Conclusion: when <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are a strict natural boundary; when <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> , <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the boundary is an exclude natural boundary; when <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the boundary is an attract natural boundary; when <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the boundary is a strict natural boundary. Therefore, <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a critical condition of system bifurcation.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Stochastic bifurcation analysis</title>
<sec id="s5-1">
<title>5.1 D-bifurcation</title>
<p>If <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> becomes a deterministic system without a stochastic bifurcation phenomenon. Therefore, discussing the situation of <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, let <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then the continuous dynamic system generated by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref> is<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2218;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Equation <xref ref-type="disp-formula" rid="e27">27</xref> is the only strong solution of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref> with <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the initial value. When <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, let <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> be bounded, for all <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the elliptic condition <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is satisfied, so there is only one stationary probability density. Therefore, the FPK equation corresponding to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref> is obtained.<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Let <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> get the stationary probability density corresponding to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e28">28</xref>
<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>At this time, Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e27">27</xref> has a non-trivial stationary state and a fixed-point equilibrium state. Assuming the invariant measures of these two kinds of stationary states are <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, the density is Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e29">29</xref> and <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. Hence, the solution of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e28">28</xref> is<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The Lyapunov exponent of <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with respect to estimate <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be defined as follows<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">ln</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="&#x2016;" close="&#x2016;" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Substituting Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e30">30</xref> into Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e31">31</xref>, here <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, its Lyapunov exponent of the fixed-point reads<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ln</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="&#x2016;" close="&#x2016;" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Invariant estimate <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e29">29</xref> as density. Substituting Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e30">30</xref> into Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e31">31</xref>. Assuming that <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are bounded and integrable, respectively, the Lyapunov exponent can be obtained<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Let <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, when <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is stable, <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is unstable; when <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is unstable, <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is stable. So <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a D-bifurcation point of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s5-2">
<title>5.2 P-bifurcation</title>
<sec id="s5-2-1">
<title>5.2.1 Stochastic P-bifurcation under additive recycling noise</title>
<p>When additive noise just exists, <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The following is an analysis of the stochastic P-bifurcation of the system in this case. Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e22">22</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">23</xref> show that the It&#xf4; stochastic differential equation corresponding to <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> does not depend upon <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and it is a 1-D diffusion process; its corresponding FPK equation can be expressed as<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>the corresponding boundary conditions are<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e35">35</xref>, the stationary probability density of the amplitude is<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the normalization constant,<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">23</xref>, from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e36">36</xref>, we obtain<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>7680</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3840</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3840</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>480</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>160</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>75</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>42</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(39)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The original system response meets <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, in view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e38">38</xref>, the joint probability density function of the system is<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3840</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>
</p>
<sec id="s5-2-1-1">
<title>5.2.1.1 Influence of fractional order</title>
<p>As fractional damping is a combination of the equivalent stiff and equivalent damping, the fractional order is of paramount importance; its value can be calculated by He-Liu&#x2019;s fractal formulation [<xref ref-type="bibr" rid="B52">52</xref>] for practical applications. According to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12</xref>, when <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, fractional damping becomes a damping term, while when <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, it is a stiff term.</p>
<p>Setting <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.4</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.51</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2.85</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.693</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.312</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> as that in Refs [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>], the stochastic P-bifurcation is studied hereby. Keeping <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.005</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> constant, we draw the joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> under the influence of different fractional orders.</p>
<p>When <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the joint probability density function diagram shows a crater shape; there is only one peak in the section, and there is only a large limit cycle. The response is shown as a vibration far beyond the origin (<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>).</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.06</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g001.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.139</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, from the section, it can be clearly seen that there are two peaks, but the second peak has a much larger amplitude. At this time, the system has a balance point and a large limit cycle; hence, the system response switches between two peaks, and the probability of a large amplitude vibration is high, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.137</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g002.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.141</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the section has three peaks, showing two peaks in addition to the origin. A balance point now coexists with a large and small limit cycle in the system, and the system response switches between the three peaks, which is a multimodal response. Due to the existence of the double limit point set, the relative heights of the joint probability density function peaks at the three peaks are different, implying that the system response peaks are different, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.14</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g003.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.145</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the section has two peaks, in contrast to <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, the relative height of the peak changes, with the second peak being significantly smaller. At this time, the system has both a balance point and a small limit cycle; hence, the system response switches between two peaks, and the probability of a small amplitude vibration is high, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.143</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g004.tif"/>
</fig>
<p>Based on the above discussions, we conclude that the fractional order can cause stochastic P-bifurcation behavior in the system. From <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>, we find that an increasing fractional order will change the stationary response from a single mode to a dual mode and then to a tristable mode. The peak value changes from a single peak to two peaks and then to three peaks, so stochastic P-bifurcation occurs. Increasing the value of <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to 0.145 again, the tristable disappears and the bistable appears; the peak value changes from three peaks to two peaks, so stochastic P-bifurcation occurs.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Stationary probability density function diagram of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.005</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g005.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5-2-1-2">
<title>5.2.1.2 Influence of noise intensity</title>
<p>Keeping the above parameters unchanged, and fixing <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.14</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we draw the joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> under the influence of different noise intensity.</p>
<p>When <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the joint probability density function diagram shows a crater shape, there is only one peak in the section, and there is only a large limit cycle. The response is shown as a vibration far beyond its origin, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g006.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.015</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, from the section, it can be clearly seen that there are two peaks, but the first peak is much smaller. At this time, the system has both a balance point and a large limit cycle; hence, the system response switches between two peaks, and the probability of a large amplitude vibration is high, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref>.</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.015</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g007.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.005</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the section has three peaks, showing two peaks in addition to the origin. A balance point now coexists with a large and small limit cycle in the system, and the system response switches among the three peaks, which is a multimodal response. Due to the existence of the double limit point set, the relative heights of the joint probability density function peaks at the three peaks are different, implying that the vibration frequency of the system response peak is different, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.005</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g008.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.0013</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the section has two peaks, in contrast to <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref>; the relative height of the peak changes, with the first peak being much larger. At this point, the system has a balance point and a small limit cycle, the system response switches between two peaks, and the probability of a small amplitude vibration is high, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref>.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">D</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.0013</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g009.tif"/>
</fig>
<p>Based on the above discussions, it can be verified that changing the noise intensity affects greatly stochastic P-bifurcation property. From <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref>, it can also be seen that with noise intensity being reduced, the stationary response of the system switches from a single mode to a dual mode and then to a tristable mode. The peak value of the stationary probability density function curve changes from a single peak to two peaks and then three peaks, so stochastic P-bifurcation occurs. Decreasing the value of <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to 0.0013 again, the tristable disappears and the bistable appears; the peak value changes from three peaks to two peaks, so stochastic P-bifurcation occurs.</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>Stationary probability density function diagram of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.141</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g010.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s5-2-2">
<title>5.2.2 Additive and multiplicative recycling noise</title>
<p>When <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the expression of the stationary probability density function of the amplitude of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> is<disp-formula id="e41">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(41)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the normalization constant,<disp-formula id="e42">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(42)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">23</xref>, from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e42">42</xref>, we have<disp-formula id="e43">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>768</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(43)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e44">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>14</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>384</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>768</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1920</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>5376</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>96</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>240</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>672</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>40</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>112</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(44)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Keeping the above parameters unchanged, we draw the joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> under the influence of different fractional orders and noise intensity.</p>
<p>When <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, let <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The joint probability density function diagram shows a crater shape; there is only one peak in the section, and there is only a large limit cycle. The response is shown as a vibration far away from the origin. At the same time, reducing the value of noise intensity reveals that the peak of the joint probability density does not change with only one peak. However, the system only has a limit cycle, which has been in a monostable. Therefore, there is no stochastic P-bifurcation phenomenon occurring, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref>.</p>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g011.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, let <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.002</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. From the section, it can be clearly seen that there are two peaks, but the second peak has a much larger amplitude. At this time, the system has both a balance point and a limit cycle; hence, the system response switches between two peaks, and the large amplitude vibration has a higher probability. When the simultaneous improvement of the noise intensifies to <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.008</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the peak value of the stationary probability density function curve changes from two peaks to one peak. There is only a large limit cycle, and the system response becomes a vibration far from the origin. Therefore, increasing the noise intensity induces a stochastic P-bifurcation property, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref>.</p>
<fig id="F12" position="float">
<label>FIGURE 12</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g012.tif"/>
</fig>
<p>When <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.14</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, let <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.003</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The section has a peak near the origin. There is only a balance point in the system at this time, and the response is shown as a vibration closer to the origin. When simultaneously improving its noise intensity to <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.004</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the peak value of the stationary probability density function curve changes from a single peak to two peaks. At this time, the system has both a balance point and a limit cycle; hence, the system response switches between two peaks, and the probability of a large amplitude vibration is small. Therefore, increasing the noise intensity induces the stochastic P-bifurcation phenomenon. Further increasing the noise intensity to <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.006</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the peak value of the section changes relatively, and the first peak is lower. The system response switches between two peaks, and the probability of a small one is small. Continuing to increase the value of noise intensity to <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.04</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the peak value of the curve changes from two peaks to a single peak. There is only a limit cycle in the system at this time, and the response is shown as a vibration far away from the origin. Therefore, increasing the noise intensity induces the second stochastic P-bifurcation phenomenon, as show in <xref ref-type="fig" rid="F13">Figure 13</xref>.</p>
<fig id="F13" position="float">
<label>FIGURE 13</label>
<caption>
<p>Joint probability density function section and top view of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref> when <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn mathvariant="bold">0.14</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1238901-g013.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s6">
<title>6 Conclusion</title>
<p>In this paper, the stationary response and the stochastic bifurcation of the fractional van der Pol equation under multiplicative and additive recycling noise excitations are investigated. By the least square method, we obtain an equivalent integral nonlinear stochastic system. The It&#xf4; differential equation and One-dimensional Markov process are obtained according to the stochastic averaging method. We discuss the local and global stochastic stability and analyze the conditions for inducing D-bifurcation and P-bifurcation in the system. The analysis shows that when <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the point equilibrium state becomes stable, and the non-trivial stationary state becomes unstable; when <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the result is the opposite. So <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a D-bifurcation point of the original system. When only additive noise exists, the fractional order and the noise intensity will greatly affect the system&#x2019;s property. It was found that reducing the order <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or increasing the noise intensity <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can cause nonlinear jumping or significant oscillation in the system, leading to system instability. Through increasing the order <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or reducing the noise intensity <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the system response is in a monostable state or a small disturbance near the balance point. Similarly, when additive and multiplicative noise coexist, selecting appropriate parameters can maintain the system response at a monostable or small disturbance near the balance point. Therefore, in practical engineering, to avoid the potential adverse effects of high noise intensity on the system, the occurrence of stochastic bifurcation behavior can be controlled by changing the noise intensity or fractional order. In the future, we will combine theory with practice to explore the impact of recycling noise on the stationary response and stochastic bifurcation of systems in wind turbines. We will study the impact of changing noise intensity and fractional order on the system, and how to handle these adverse effects to achieve optimal system performance.</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 id="s8">
<title>Author contributions</title>
<p>J-GZ: supervision, writing&#x2013;review and editing, funding acquisition, investigation, and project administration. FW: writing&#x2013;original draft, writing&#x2013;review and editing, and software. H-NW: writing&#x2013;review and editing and software. All authors contributed to the article and approved the submitted version.</p>
</sec>
<sec id="s9">
<title>Funding</title>
<p>This study was supported by the key project of the Gansu Province natural science foundation of China (No. 23JRRA882).</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s10">
<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="s11">
<title>Publisher&#x2019;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>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A tutorial review on fractal spacetime and fractional calculus</article-title>. <source>Int J Theor Phys</source> (<year>2014</year>) <volume>53</volume>:<fpage>3698</fpage>&#x2013;<lpage>718</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10773-014-2123-8</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractal calculus and its geometrical explanation</article-title>. <source>Phys</source> (<year>2018</year>) <volume>10</volume>:<fpage>272</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rinp.2018.06.011</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractal approach to the fluidity of a cement mortar</article-title>. <source>Nonlinear Engineering-modeling Appl</source> (<year>2022</year>) <volume>11</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/nleng-2022-0001</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zuo</surname>
<given-names>YT</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractal approach to mechanical and electrical properties of graphene/sic composites</article-title>. <source>Facta Universitatis: Ser Mech Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>19</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>271</fpage>&#x2013;<lpage>84</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.22190/fume201212003z</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractal dimensions of a porous concrete and its effect on the concrete&#x2019;s strength</article-title>. <source>Facta Universitatis Ser Mech Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>21</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>137</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.22190/FUME221215005H</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jankowski</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Detection of nonlocal calibration parameters and range interaction for dynamic of FGM porous nanobeams under electro-mechanical loads</article-title>. <source>Facta Universitatis Ser Mech Eng</source> (<year>2022</year>) <volume>20</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>457</fpage>&#x2013;<lpage>78</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.22190/fume210207007j</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ji</surname>
<given-names>FY</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Taylor series solution for fractal Bratu-type equation arising in electrospinning process</article-title>. <source>Fractals</source> (<year>2020</year>) <volume>28</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>2050011</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0218348x20500115</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>FJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tian</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Thermal oscillation arising in a heat shock of a porous hierarchy and its application</article-title>. <source>Facta Universitatis Ser Mech Eng</source> (<year>2022</year>) <volume>20</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>633</fpage>&#x2013;<lpage>45</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.22190/fume210317054l</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liang</surname>
<given-names>YH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>KJ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A new fractal viscoelastic element: Promise and applications to Maxwell-Rheological model</article-title>. <source>Therm Sci</source> (<year>2021</year>) <volume>25</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>1221</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/tsci200301015l</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zuo</surname>
<given-names>YT</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Effect of Sic particles on viscosity of 3-D print paste a fractal rheological model and experimental verification</article-title>. <source>Therm Sci</source> (<year>2021</year>) <volume>25</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>2405</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/tsci200710131z</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Long</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>BB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>DY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ye</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Dynamic characteristics for a hydro-turbine governing system with viscoelastic materials described by fractional calculus</article-title>. <source>Appl Math Model</source> (<year>2018</year>) <volume>58</volume>:<fpage>128</fpage>&#x2013;<lpage>39</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2017.09.052</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xue</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yue</surname>
<given-names>XL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic P-bifurcation analysis of a fractional smooth and discontinuous oscillator via the generalized cell mapping method</article-title>. <source>Int J Non-Linear Mech</source> (<year>2017</year>) <volume>96</volume>:<fpage>56</fpage>&#x2013;<lpage>63</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijnonlinmec.2017.08.003</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Amer</surname>
<given-names>TS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tian</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abolila</surname>
<given-names>AF</given-names>
</name>
<name>
<surname>Galal</surname>
<given-names>AA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Controlling the kinematics of a spring-pendulum system using an energy harvesting device</article-title>. <source>J Low Frequency Noise: Vibration Active Control</source> (<year>2022</year>) <volume>41</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>1234</fpage>&#x2013;<lpage>57</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/14613484221077474</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ei-Dib</surname>
<given-names>YO</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A heuristic review on the homotopy perturbation method for non-conservative oscillators</article-title>. <source>J Low FrequCency Noise, Vibration Active Control</source> (<year>2022</year>) <volume>41</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>572</fpage>&#x2013;<lpage>603</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/14613484211059264</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ei-Dib</surname>
<given-names>YO</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>The reducing rank method to solve third-order Duffing equation with the homotopy perturbation</article-title>. <source>Numer Methods Differential Equations</source> (<year>2021</year>) <volume>37</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>1800</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/num.22609</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>WT</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Niu</surname>
<given-names>LZ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>YN</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Bifurcations analysis of a multiple attractors energy harvesting system with fractional derivative damping under random excitation</article-title>. <source>Commun Nonlinear Sci Numer Simulation</source> (<year>2023</year>) <volume>118</volume>:<fpage>107069</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2022.107069</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>DL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mao</surname>
<given-names>XC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic stability analysis of a fractional viscoelastic plate excited by Gaussian white noise</article-title>. <source>Mech Syst Signal Process</source> (<year>2022</year>) <volume>177</volume>:<fpage>109181</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ymssp.2022.109181</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>ZQ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lan</surname>
<given-names>QX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cai</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>HF</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>YT</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic transition behaviors in a Tri-Stable van der Pol oscillator with fractional delayed element subject to Gaussian White Noise</article-title>. <source>Therm Sci</source> (<year>2022</year>) <volume>26</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>2713</fpage>&#x2013;<lpage>25</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/tsci2203713l</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>ZQ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lan</surname>
<given-names>QX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cai</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>HF</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>YT</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Transition behaviors of system energy in a bi-stable van Ver Pol oscillator with fractional derivative element driven by multiplicative Gaussian white noise</article-title>. <source>Therm Sci</source> (<year>2022</year>) <volume>26</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>2727</fpage>&#x2013;<lpage>36</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/tsci2203727l</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>ZQ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>GQ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>YC</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic P-bifurcation in a generalized Van der Pol oscillator with fractional delayed feedback excited by combined Gaussian white noise excitations</article-title>. <source>J Low Frequency Noise, Vibration Active Control</source> (<year>2021</year>) <volume>40</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>91</fpage>&#x2013;<lpage>103</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1461348419878534</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Din</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ain</surname>
<given-names>QT</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic optimal control analysis of a mathematical model: Theory and application to non-singular kernels</article-title>. <source>fractal and fractional</source> (<year>2022</year>) <volume>6</volume>:<fpage>279</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/fractalfract6050279</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>MX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>SY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>QP</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tong</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Fault diagnosis of rolling bearing based on singular spectrum analysis and wide convolution kernel neural network</article-title>. <source>J Low Frequency Noise, Vibration Active Control</source> (<year>2022</year>) <volume>41</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>1307</fpage>&#x2013;<lpage>21</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/14613484221104639</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kuo</surname>
<given-names>PH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tseng</surname>
<given-names>YR</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luan</surname>
<given-names>PC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yau</surname>
<given-names>HT</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Novel fractional-order convolutional neural network based chatter diagnosis approach in turning process with chaos error mapping</article-title>. <source>Nonlinear Dyn</source> (<year>2023</year>) <volume>111</volume>:<fpage>7547</fpage>&#x2013;<lpage>64</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11071-023-08252-w</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kuo</surname>
<given-names>PH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>YW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hsieh</surname>
<given-names>TH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jywe</surname>
<given-names>WY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yau</surname>
<given-names>HT</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A thermal displacement prediction system with an automatic Lrgtvac-PSO optimized branch Structured bidirectional GRU neural network</article-title>. <source>IEEE Sensors Journa</source> (<year>2023</year>) <volume>23</volume>:<fpage>12574</fpage>&#x2013;<lpage>86</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSEN.2023.3269064</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiao</surname>
<given-names>ML</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gepreel</surname>
<given-names>KA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khan</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Homotopy perturbation method for strongly nonlinear oscillators</article-title>. <source>Mathematics Comput Simulation</source> (<year>2023</year>) <volume>204</volume>:<fpage>243</fpage>&#x2013;<lpage>58</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.matcom.2022.08.005</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiao</surname>
<given-names>ML</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Homotopy perturbation method for fractal Duffing oscillator with arbitrary conditions</article-title>. <source>Fractals</source> (<year>2022</year>) <volume>30</volume>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0218348X22501651</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>WQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic jump and bifurcation of Duffing oscillator with fractional derivative damping under combined harmonic and white noise excitations</article-title>. <source>Int J Non-Linear Mech</source> (<year>2011</year>) <volume>46</volume>:<fpage>1324</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijnonlinmec.2011.07.002</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>WQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stationary response of duffing oscillator with fractional derivative damping under combined harmonic and wide band noise excitations</article-title>. <source>Chin J Appl Mech</source> (<year>2010</year>) <volume>3</volume>:<fpage>517</fpage>&#x2013;<lpage>21</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tian</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Moatimid</surname>
<given-names>GM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Salman</surname>
<given-names>HF</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zekry</surname>
<given-names>MH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Hybrid Rayleigh&#x2013;van der pol&#x2013;duffing oscillator: Stability analysis and controller</article-title>. <source>J Low Frequency Noise, Vibration Active Control</source> (<year>2022</year>) <volume>41</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>244</fpage>&#x2013;<lpage>68</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/14613484211026407</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>ZQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic P-bifurcation in a tri-stable Van der Pol system with fractional derivative under Gaussian white noise</article-title>. <source>J Vibroengineering</source> (<year>2019</year>) <volume>21</volume>:<fpage>803</fpage>&#x2013;<lpage>15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.21595/jve.2019.20118</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>ZQ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lan</surname>
<given-names>QX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hao</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>XY</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic P bifurcation in a tri-stable van der Pol oscillator with fractional derivative excited by combined Gaussian white noises</article-title>. <source>J Vibration Shock</source> (<year>2021</year>) <volume>40</volume>(<issue>16</issue>):<fpage>275</fpage>&#x2013;<lpage>93</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.21595/jve.2019.20118</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chamgou&#xe9;</surname>
<given-names>AC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yamapi</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Woafo</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Bifurcations in a biorhythmic biological system with time-delayed noise</article-title>. <source>Nonlinear Dyn</source> (<year>2013</year>) <volume>73</volume>:<fpage>2157</fpage>&#x2013;<lpage>73</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11071-013-0931-7</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>YZ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>ZK</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Residence-times distribution function in asymmetric bistable system driven by noise recycling</article-title>. <source>Acta Phys Sin</source> (<year>2020</year>) <volume>69</volume>(<issue>12</issue>):<fpage>120501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.7498/aps.69.20201752</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Guo</surname>
<given-names>XY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>TQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Phenomenon of double entropic stochastic resonance with recycled noise</article-title>. <source>Chin J Phys</source> (<year>2022</year>) <volume>77</volume>:<fpage>721</fpage>&#x2013;<lpage>32</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cjph.2021.10.020</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>KY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nadeem</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Habib</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sedighi</surname>
<given-names>HM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>DH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Analytical approach for the temperature distribution in the casting-mould heterogeneous system</article-title>. <source>Int J Numer Methods Heat Fluid Flow</source> (<year>2021</year>) <volume>32</volume>:<fpage>1168</fpage>&#x2013;<lpage>82</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1108/HFF-03-2021-0180</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fang</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nadeem</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Habib</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Karim</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wahash</surname>
<given-names>HA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A new iterative method for the approximate solution of klein-gordon and sine-gordon equations</article-title>. <source>J Funct Spaces</source> (<year>2022</year>) <volume>2022</volume>:<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2022/5365810</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kou</surname>
<given-names>SJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>ZW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gepreel</surname>
<given-names>KA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractal oscillation and its frequency-amplitude property</article-title>. <source>Fractals</source> (<year>2021</year>) <volume>29</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>2150105</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0218348x2150105x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>JH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Moatimid</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zekry</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Forced nonlinear oscillator in a fractal space</article-title>. <source>Facta Universitatis, Ser Mech Eng</source> (<year>2022</year>) <volume>20</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>001</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.22190/fume220118004h</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tian</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ain</surname>
<given-names>QT</given-names>
</name>
<name>
<surname>Anjum</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cheng</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractal N/MEMS: From pull-in instability to pull-in stability</article-title>. <source>Fractals</source> (<year>2021</year>) <volume>29</volume>:<fpage>2150030</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0218348X21500304</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A variational principle for a fractal nano/microelectromechanical (N/MEMS) system</article-title>. <source>Intermational J Numer Methods Heat Fluid Flow</source> (<year>2023</year>) <volume>33</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>351</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1108/hff-03-2022-0191</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ain</surname>
<given-names>QT</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sathiyaraj Karim</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nadeem</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mwanakatwe</surname>
<given-names>PK</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kandege Mwanakatwe</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>ABC fractional derivative for the alcohol drinking model using two-scale fractal dimension</article-title>. <source>Complexity</source> (<year>2022</year>) <volume>2022</volume>:<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>11</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2022/8531858</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<label>42.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>An</surname>
<given-names>JY</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Amplitude-frequency relationship to a fractional Duffing oscillator arising in microphysics and tsunami motion</article-title>. <source>J Low Frequency Noise Vibration Active Control</source> (<year>2019</year>) <volume>38</volume>(<issue>3-4</issue>):<fpage>1008</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1461348418795813</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<label>43.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mendes</surname>
<given-names>EM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Salgado</surname>
<given-names>GH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Aguirre</surname>
<given-names>LA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Numerical solution of Caputo fractional differential equations with infinity memory effect at initial condition</article-title>. <source>Commun Nonlinear Sci Numer Simulation</source> (<year>2019</year>) <volume>69</volume>:<fpage>237</fpage>&#x2013;<lpage>47</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2018.09.022</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<label>44.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zeng</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>YX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractional solitons: New phenomena and exact solutions</article-title>. <source>Front Phys</source> (<year>2023</year>) <volume>11</volume>:<fpage>1177335</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2023.1177335</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<label>45.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>WH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>ZS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>WQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stationary response of Duffing oscillator with hardening stiffness and fractional derivative</article-title>. <source>Int J Non-Linear Mech</source> (<year>2013</year>) <volume>48</volume>:<fpage>44</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijnonlinmec.2012.08.001</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<label>46.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>MT</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>JF</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic bifurcations of generalized Duffing-van der Pol system with fractional derivative under colored noise</article-title>. <source>Chin Phys B</source> (<year>2017</year>) <volume>26</volume>:<fpage>090501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1674-1056/26/9/090501</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<label>47.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>ZS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhuang</surname>
<given-names>QQ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>WQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>First-passage failure of single-degree-of-freedom nonlinear oscillators with fractional derivative</article-title>. <source>J Vibration Control</source> (<year>2013</year>) <volume>19</volume>:<fpage>2154</fpage>&#x2013;<lpage>63</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/1077546312456057</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<label>48.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>WQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stochastic response of fractional-order van der Pol oscillator</article-title>. <source>Theor Appl Mech Lett</source> (<year>2014</year>) <volume>4</volume>:<fpage>013010</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/2.1401310</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<label>49.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Spanos</surname>
<given-names>PD</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zeldin</surname>
<given-names>BA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Random vibration of systems with frequency-dependent parameters or fractional derivatives</article-title>. <source>J Eng Mech</source> (<year>1997</year>) <volume>123</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>290</fpage>&#x2013;<lpage>2</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(asce)0733-9399(1997)123:3(290)</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<label>50.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>WQ</given-names>
</name>
</person-group>. <source>Nonlinear stochastic dynamics and control: Hamilton theoretical framework</source>. <publisher-loc>Beijing, China</publisher-loc>: <publisher-name>Science Press</publisher-name> (<year>2003</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B51">
<label>51.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Oseledec</surname>
<given-names>VI</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A multiplicative ergodic theorem. Lyapunov characteristic numbers for dynamical systems</article-title>. <source>Trans Mosc Math. Soc</source> (<year>1968</year>) <volume>19</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>197</fpage>&#x2013;<lpage>231</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<label>52.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Fractal dimensions of a porous concrete and its effect on the concrete&#x2019;s strength</article-title>. <source>Facta Universitatis Ser Mech Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>21</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>137</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.22190/FUME221215005H</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B53">
<label>53.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>XY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>ZQ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Bifurcations in tri-stable Duffing&#x2013;Van der Pol oscillator with recycling noise</article-title>. <source>Mod Phys Lett B</source> (<year>2018</year>) <volume>32</volume>(<issue>20</issue>):<fpage>1850228</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0217984918502287</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>