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    <journal-title>
     Applied Mathematics
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    2152-7385
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    2152-7393
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     Scientific Research Publishing
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    10.4236/am.2024.158030
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      Articles
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      Physics 
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       Mathematics
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   <title-group>
    Theoretical Assessment of Environmental Factors and Untreated Infectious Individuals in the Transmission Dynamics of Buruli ulcer
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       Codjo Cesaire
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       Yadouleton
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      <sup>1</sup>
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       Myriam Djoukwe
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       Tapi
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      <sup>2</sup>
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       Judicael
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       Deguenon
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      <sup>3</sup>
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       Ghislain Emmanuel
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       Sopoh
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      <sup>4</sup>
     </xref>
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     aInternational Chair in Mathematical Physics and Applications, University of Abomey-Calavi, Abomey-Calavi, Benin
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     aDepartment of Mathematics and Computer Science, Faculty of Science, University of Douala, Douala, Cameroon
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     aPolytechnic School of Abomey-Calavi, University of Abomey-Calavi, Abomey-Calavi, Benin
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     aRegional Institute for Public Health, University of Abomey-Calavi, Abomey-Calavi, Benin
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      June
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     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
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     2014
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      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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   <abstract>
    Buruli ulcer is the third most common mycobacterial disease worldwide, posing a significant public health burden, especially in impoverished regions of West and Central Africa, such as Benin. The management of Buruli ulcer (BU) in Africa is often hindered by limited resources, delays in treatment, and inadequate medical facilities. Additionally, a portion of the population does not seek hospital care, which facilitates the continued presence of the pathogen in the environment. This paper aims to investigate the role of environmental factors in the transmission of Buruli ulcer. We develop a mathematical model to describe the dynamics of Buruli ulcer transmission, incorporating the presence of the bacterium in the environment. Theoretical results are presented to demonstrate that the model is well-posed. We compute the equilibria, including the disease-free equilibrium and the endemic equilibrium, and study their stability. To achieve this, we derive a threshold parameter called the basic reproduction number 
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    </math> , which determines whether the disease will persist in a human population. If 
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    </math> is less than one, the disease will eventually die out; if 
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    </math> is greater than one, the disease will persist. Sensitivity analysis is performed to understand the impact of various parameters on the dynamics of Buruli ulcer transmission and to identify the parameters that influence the basic reproduction number 
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    </math> . Finally, numerical simulations are conducted to validate the theoretical results obtained from the mathematical analysis.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Buruli ulcer
    </kwd> 
    <kwd>
      Mathematical Models
    </kwd> 
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      Equilibria
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    <kwd>
      Stability
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   </kwd-group>
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  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Mathematical models constructed for epidemic diseases are to study the nonlinear process involved in the dynamics of infectious diseases and to determine the best possible way for its control. Among other infectious diseases, one can cite the Buruli ulcer (BU). The World Health Organization (WHO) defines Buruli ulcer (BU) as “an infectious disease involving the skin, caused by Mycobacterium ulcerans, characterized by a painless nodule, papule, plaque or edema, evolving into a painless ulcer with undermined edges, often leading to invalidating sequelae. Sometimes bones are destroyed” <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-1">
     [1]
    </xref>. After tuberculosis and leprosy, BU is the third most common mycobacterial disease. Incidences have increased recently, especially in West Africa <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-2">
     [2]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-3">
     [3]
    </xref>.</p>
   <p>In 1997, WHO recognized BU as an emerging public health problem. In West Africa countries, the prevalence of Buruli ulcer has been increasing in recent years <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-3">
     [3]
    </xref>. Buruli ulcer-endemic foci are regularly associated with stagnant bodies of water (ponds, backwaters, and swamps). The disease takes various clinical forms, including ulcers, nodules, plaques, and oedematous indurations. Surgical excision followed by skin grafting is the recommended treatment <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-4">
     [4]
    </xref>. M. ulcerans is an environmental mycobacterium associated with wetlands, especially slow-flowing or stagnant water <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-6">
     [6]
    </xref>. Aquatic insects may play a role in transmitting BU to humans <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-7">
     [7]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-8">
     [8]
    </xref>. Naturally, acquired M. ulcerans infection in wild animals <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-9">
     [9]
    </xref> suggests that the etiologic agent is an environmental organism. Bone lesions also exist <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-10">
     [10]
    </xref>. Trauma is probably the most frequent means by which M. ulcerans is introduced deep into the skin or subcutaneous tissue <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-11">
     [11]
    </xref>, where a toxin is produced, causing massive necrosis of the skin. Buruli ulcer is therefore clinically primarily a disease of the skin. M. ulcerans also cause osteomyelitis: in Benin, patients have been reported to suffer from severe forms of osteomyelitis as a consequence of an M. ulcerans infection, sometimes necessitating amputation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-12">
     [12]
    </xref>.</p>
   <p>The mode of transmission of the disease in humans is attributed to an environmental bacterium Mycobacterian ulcerans. However, this mode of transmission, remains uncertain because of the mysterious character of the bacterium. One possibility is that the disease is transmitted to humans by certain insects found in water. Nowadays, there is no established correlation between infection of humans and animals. For the treatment of the most serious cases, hospitalization is necessary. Indeed, hospitalization is generally prolonged thereafter, reaching on average 3 months per patient, but can reach 18 months or more. Antibiotic treatment is unfortunately unsatisfactory.</p>
   <p>Several mathematical models are developed in order to better understand the evolution of Buruli ulcer within a human population. In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-13">
     [13]
    </xref>, the authors formulate a system governed by nonlinear mathematical equations. Analytical results show that the elimination of certain taxa, notably Oligochaeta worms, can effectively reduce mycobacterial transmission in aquatic ecosystems, unlike the elimination of the most abundant taxa. In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-14">
     [14]
    </xref>, a mathematical model of Buruli ulcer with a saturated processing function is developed with the aim of theoretically modeling the possible impact of challenges associated with the treatment and management of BU, such as delays in accessing treatment, limited resources and few medical facilities to deal with the very complex treatment of ulcer. Other authors such as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-15">
     [15]
    </xref> propose a mathematical model of Buruli ulcer transmission integrating optimal control strategies. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-16">
     [16]
    </xref> proposes a model of leprosy, a disease of the same category as UB.</p>
   <p>Despite the numerous efforts already made, Buruli ulcer remains a public health issue in several countries, including Benin. Diagnosed patients are hospitalized for the entire duration of their treatment.</p>
   <p>However, how do environmental factors and individuals’ loss of follow-up influence the understanding of Buruli ulcer transmission dynamics, and what are the potential impacts of this integration on disease prevention and control strategies?</p>
   <p>This work introduces a new mathematical model and intervention strategies that integrate the environment as well as individuals lost to follow-up (those who, due to lack of resources or for cultural reasons, do not return to the hospital) to explore the dynamics of Buruli ulcer.</p>
   <p>Section-wise, the paper is summarized as follows: The Buruli ulcer model is formulated in section 2 taking into account individuals lost to follow-up. The basic properties, stability and sensitivity analysis of the model as well as some numerical simulations to validate the theoretical results obtained are given in section 3. Basic control of Buruli ulcer using the different mortality thresholds and of bacterial shedding in section 4. The final section 5 concludes the paper and provides some discussions that highlight some relevant perspectives.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Model Formulation</title>
   <p>In this section, we proceed with the formulation of a mathematical model for the environmental transmission of Buruli ulcer within a human population.</p>
   <p>We propose a deterministic compartmental model on the environmental transmission of Buruli ulcer. The population under consideration is grouped into disjoint classes or compartments. We divide the human population into four states representing disease status. At any time t, there are the following epidemiological statuses.</p>
   <p>1) Susceptible individuals S. This class contains human individuals who are susceptible to Buruli ulcer.</p>
   <p>2) Exposed individuals E. This class contains individuals who have come into contact with the contaminated environment but show no symptoms of the disease. They can after some time develop into illness or heal. Once sick, they can either decide to go to the hospital for treatment or to treat themselves at home.</p>
   <p>3) Infectious humans I. The class of human infectious humans contains individuals who, after contracting the infection, progressed to the disease. They went to the hospital to be diagnosed and were isolated for treatment.</p>
   <p>4) Lost individuals J. This class contains individuals who, after contracting the infection, progressed to the disease. After being diagnosed with the disease, they left the hospital and decided to treat themselves by other means.</p>
   <p>5) Recovered individuals R. This class comprises human cases that recover from the infection, because recovery is accompanied with the acquisition of partial immunity so that this class of individuals is partially protected against further infection and they join the class of susceptible individuals after a period</p>
   <p>Thus, the total human population alive at time t is</p>
   <p>
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        R 
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      <mrow> 
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       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>Also, there is an environment class (P), which represents the concentration of Mycobacterium ulcerans in the environment. The environmental class represents the reservoir of contamination in the community associated with individuals lost to follow-up who have decided to seek treatment by means other than the hospital.</p>
   <p>The model is based on the following assumptions:</p>
   <p>We assume each sub-population of humans is submitted to the natural death rate μ. Susceptible individuals are recruited into the population at rate Λ. Transmission of Buruli ulcer disease within the human population occurs through contact between individuals susceptible to Mycobacterium ulcerans and the Mycobacterium ulcerans concentration in the environment.</p>
   <p>We assume that the transmission of Buruli ulcer is modeled by the mass action. Thus, human susceptible individuals are infected at rate 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        λ 
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       </mo> 
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       </mo> 
       <mi>
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       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the force of infection given by</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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      </mrow> 
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      </mi> 
      <mi>
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      <mrow> 
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       </mo> 
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         t 
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       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>where γ is the effective contact rate for Mycobacterium ulcerans in the environment.</p>
   <p>A flow diagram characterizing the full model is depicted in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>. In the diagram, solid lines represent flow between compartments, the dashed lines represent the infected classes contaminating the environment, and new infections coming from the interaction of susceptibles with the environment.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Structure of the model.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405290-rId28.jpeg?20240913044510" />
   </fig>
   <p>This transmission model is expressed by the following deterministic system of nonlinear ordinary differential equations:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
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               S 
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               ˙ 
             </mo> 
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               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
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            <mtext>
              Λ 
            </mtext> 
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              + 
            </mo> 
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              ρ 
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              R 
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               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
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               ) 
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              − 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              P 
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            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                ε 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
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             <mi>
               I 
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             <mo>
               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
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          <mtd columnalign="left"> 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               J 
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               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
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             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
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               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
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          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
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                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                ρ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˙ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>A complete list and description of all variables and parameters in system (3) is summarized in <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> and <xref ref-type="table" rid="table2">
     Table 2
    </xref>, respectively. For biological reasons, all the parameters are assumed nonnegative.</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-"></xref>Table 1. Variables with units for system (3).</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.49%">Symbols<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="62.11%">Description<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="13.53%">Units<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.49%">S<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="62.11%">Susceptible human<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="13.53%">indiv<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.49%">E<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="62.11%">Exposed human<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.53%">indiv<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.49%">I<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="62.11%">Infectious human<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.53%">indiv<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.49%">J<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="62.11%">Lost human<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.53%">indiv<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.49%">R<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="62.11%">Recovered human<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.53%">indiv<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.49%">P<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="62.11%">Free M. ulcerans concentration in the environment<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.53%">cell·ml<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.49%">N<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="62.11%">Total number of human population<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="13.53%">indiv<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <table-wrap id="table2">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-"></xref>Table 2. Parameters with units for system (3).</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.89%">Symbols<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="74.03%">Description<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.08%">Units<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="10.89%">Λ<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="74.03%">Recruitment into susceptible humans<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.08%">indiv·day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">β<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Buruli ulcer disease transmission rate from<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">ρ<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Rate of loss of immunity<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">p<sub>1</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Proportion of exposed individuals who become<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">infectious and go to the hospital<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">p<sub>2</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Proportion of exposed individuals who are non diagnostic<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%"><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">in the hospital. They are lost infectious<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">α<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Recovery rate of infectious humans<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">θ<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Recovery rate of lost infectious humans<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">μ<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Natural mortality in the human population<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">μ<sub>p</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Natural mortality rate of Mycobacterium ulceran in the environment<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">ω<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Shedding rate of infected humans to the environment<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">γ<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Environmental infection rate<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="10.89%">ε<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="74.03%">Proportion of exposure that becomes infectious<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="15.08%">day<sup>−1</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Model Analysis</title>
   <p>In this section, we present all the theoretical results of the system (3). We study the basic properties which are essential in the proof of stability results and determine the asymptotic behaviour of our model.</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. Basic Properties</title>
    <p>We start by proving that the model is well-defined and respects a biological reality. The right-hand side of System (3) is a continuously differentiable map 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi mathvariant="script">
          C 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. Then, by the Cauchy Lipschitz theorem, system (3) has a unique local positive solution.</p>
    <p>Theorem 1. Let 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
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            </mn> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
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             E 
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              ( 
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            </mn> 
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            </mo> 
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           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
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              ( 
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            </mn> 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> the maximal solution of the Cauchy problem associated to System (3). Then, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>. </p>
    <p>Proof. Let 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> be a solution of system (3). Suppose 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and prove 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Since 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is continuous and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, there exists 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> such that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for all 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Let us prove that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Let us suppose 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, there exists 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> such that at least one of components of X is equal to 0 in time 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Let us pose</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mtext>
           inf 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             ≥ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             or 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             or 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           or 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           or 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           or 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Let us suppose 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, from the first equation of system (3), one has:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ⇒ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           for 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           all 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ⇒ 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           exp 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mtext>
                  * 
                </mtext> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(4)</p>
    <p>Since 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, one has 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, this is absurd 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Thus, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> remains positive. Similarly, we prove that all components 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are always positive.</p>
    <p>Theorem 2. The following sets are positively invariant and attractive for the System (3)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            Λ 
          </mtext> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mtext>
             Λ 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(5)</p>
    <p>Proof. The dynamic of the total human population satisfies</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         Λ 
       </mtext> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(6)</p>
    <p>Then, solving the equation, we get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          Λ 
        </mtext> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            Λ 
          </mtext> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the initial value of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. It implies that</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          Λ 
        </mtext> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         if 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          Λ 
        </mtext> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The dynamic of the pathogenic population also satisfies</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mtext>
             Λ 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(7)</p>
    <p>Then, using Gronwall Lemma (Appendix A), we get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mtext>
             Λ 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the initial value of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. It implies that</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         if 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>This achieves the proof. 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
        □ 
      </mo> 
     </math></p>
    <p>Corollary 1. System (3) is a dynamical system in the biological feasible compact set </p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            6 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            Λ 
          </mtext> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           and 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mtext>
             Λ 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(8)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
        □ 
      </mo> 
     </math></p>
    <p>Proof. It is a straightforward consequence of Theorem 1 and Theorem 2.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Determination of Equilibrium Points and Study of Stabilities</title>
    <p>Herein, we determine equilibria of system (3) and we study their stability.</p>
    <p>The disease-free equilibrium point is obtained by solving all equations of system (3) equal to zero with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Note that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> implies 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          Λ 
        </mtext> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. So, the disease free equilibrium is given by:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(9)</p>
    <p>Now, let us study the stability of the DFE. The stability of the DFE depends on the basic reproduction number. In epidemiology, the basic reproduction number 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is one of the most important quantities for disease control, which is defined as the expected number of secondary case produced, in a completely susceptible population, by a typical infective individual. We use the method of Van den Driessche and Watmough <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-17">
      [17]
     </xref> to compute the basic reproduction number of system (3).</p>
    <p>Infected humans and Mycobacterium in the environment of system (3) can be rewritten as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi mathvariant="script">
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(10)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the incidence rate of new infections, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the transfer rate of individuals into, and out of, each sub-population defined as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℱ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi mathvariant="script">
         V 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ρ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The Jacobian matrices of F and V at the disease-free equilibrium Q<sub>0</sub> are, respectively,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Λ 
               </mtext> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The next generation matrix 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Λ 
               </mtext> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   μ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   μ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Λ 
               </mtext> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   μ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Λ 
               </mtext> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <msub> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The basic reproduction number is the spectral radius of the next generation matrix, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(11)</p>
    <p>Following Van den Driessche and Watmough <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-17">
      [17]
     </xref>, we have the following result about the local stability of the pest free equilibrium Q<sub>0</sub>.</p>
    <p>Proposition 3. The disease free equilibrium Q<sub>0</sub> is locally asymptotically stable when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and unstable when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_3">
    <title>3.3. Sensitivity Analysis</title>
    <p>Mathematical models are useful to understand the behaviour of an infection when it enters a community and investigates under which conditions it will be wiped out or continued. Buruli ulcer, is a disease that is increasingly of interest researchers with the aim of reducing the morbidity and costs associated with the disease and to prevent long-term disabilities. After formulation of our model, it is important to study the relationship between parameters and variables of our model through sensitivity analysis.</p>
    <p>Sensitivity analysis on a model aims to identify the most influential input factors on the output(s) of interest, whether in direct effect or in interaction effect with other factors. The input factors of the sensitivity analysis are most often model parameters whose precise values are uncertain.</p>
    <p>In this part, we examine the effect of system parameters (3) on the basic reproduction number 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to confirm their impact on Buruli ulcer transmission. To do this, the sensitivity index of each parameter of the model which is linked to the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> reproduction number will be calculated. We use the formula presented in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-18">
      [18]
     </xref>,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mtext>
          Γ 
        </mtext> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℛ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ℛ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ℛ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>(12)</p>
    <p>From this formula, we can deduce that sensitivity indices are useful for assessing the relative change of a state variable in response to a variation of a parameter. We will now calculate the sensitivity indices with respect to the model parameters using Equation (12).</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(13)</p>
    <p>The analytical expression of the sensitivity indices for the parameters of model (3) is presented in (13). We found that the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> parameters all have positive sensitivity indices, meaning that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are increased by an increase in parameters. The other parameters 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> all have negative values, meaning there is a decrease in 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> as the parameters increase.</p>
    <p>We will analyze the sensitivity of the variables S, E, I, J, R and P using the E-fast method. This method identifies which parameter uncertainties most influence the variability of model outputs. It highlights first-order effects (main effects) and total effects (which include interactions between parameters) by decomposing the variance of the model results into individual effect components as well as their interaction.</p>
    <p>In <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref>, page 13, we provide value ranges for the model parameters.</p>
    <table-wrap id="table3">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table3">
       Table 3
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-"></xref>Table 3. Parameters values used for numerical simulations of the system (3).</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="2" class="acenter" width="17.49%">Symbols<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="27.12%">Values used for<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="36.49%">Values used<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td rowspan="2" class="acenter" width="18.90%">References<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="27.12%">sensitivity analysis<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="36.49%">for numerical simulations<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="17.49%">Λ<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0.001 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="36.49%">0.1<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="18.90%">Assumed<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">γ<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0.0001 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.0015 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.0001<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">Assumed<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">ρ<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              1.1 
            </mn> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mn>
                10 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.011<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">
        <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-14">
         [14]
        </xref><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">p<sub>1</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0.01 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.3 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.2<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">Assumed<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">p<sub>2</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0.01 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.1<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">Assumed<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">α<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1.6 
            </mn> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mn>
                10 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                5 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.5 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.5<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">
        <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-19">
         [19]
        </xref><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">θ<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0.1 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.25 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.25<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">Assumed<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">μ<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%">4.5 × 10<sup>−5</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">4.5 × 10<sup>−5</sup><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">
        <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-20">
         [20]
        </xref><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">μ<sub>p</sub><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0.1 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.8 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.2 - 0.75<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">
        <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-20">
         [20]
        </xref><p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">ε<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0.01 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              0.022 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">0.011<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">Assumed<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="17.49%">w<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="27.12%"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              30 
            </mn> 
            <mo>
              ; 
            </mo> 
            <mn>
              100 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math><p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="36.49%">40 - 100<p style="text-align:center"></p></td> 
       <td class="acenter" width="18.90%">Assumed<p style="text-align:center"></p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref> presents the sensitivity analysis (E-fast method) of all system variables (3). The gray part of <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref> shows the first-order sensitivity index (main index), while the sum of the two parts (gray and blue) shows the total sensitivity index. It illustrates the sensitivity of the parameters on the output variables S, E, I, J, R and P. We see that the parameters γ and μ are the most sensitive parameters for all the output variables except S. xi is the most sensitive parameter for the population of those exposed E of the infected I and the infected lost to follow-up J. For the aquatic ecosystem M. ulcerans ω and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are the most sensitive parameters</p>
    <p>It is important to always have 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, in this case, Buruli ulcer no longer spreads within the human population. Now, to determine parameters that impact negatively or positively the basic reproduction number 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and to complete the results obtained in (13) we will use the Latin Hypercube Sampling (LHS) method and Partial Rank Correlation Coefficient (PRCC) compared to 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℛ 
      </mi> 
     </math>. The PRCCs provide indications on the relative importance and nature (positive or negative) of the impact of each parameter on the model outputs.</p>
    <p>Parameters with high PRCCs (in absolute value) are identified as having a significant influence on the model.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig3">
      Figure 3
     </xref>, page 11 shows the LHS-PRCC analysis on basic reproduction numbers 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. One can observe that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is more impacted specifically by parameters 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> which have positive effect on 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> while 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        θ 
      </mi> 
     </math> which have a negative effect. Since 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, represents bacterial mortality rate, keeping 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> below 1 amounts to increasing the mortality of free bacteria in the environment and reducing the infection rate.</p>
    <p>The local asymptotic stability of the disease-free equilibrium Q<sub>0</sub> does not guarantee the complete elimination of the disease within a human population. Only the global asymptotic stability of the disease-free equilibrium Q<sub>0</sub> ensures that the disease either dies out or persists within a human population. We are now going to study the global asymptotic stability of the disease-free equilibrium Q<sub>0</sub>.</p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>Figure 2. Efast sensitivity analysis of Buruli ulcer model.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405290-rId205.jpeg?20240913044513" />
    </fig>
    <fig id="fig3" position="float">
     <label>Figure 3</label>
     <caption>
      <title>Figure 3. PRCC sensitivity analysis of 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    ℛ
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    0
   
          </mn> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405290-rId206.jpeg?20240913044513" />
    </fig>
    <p>Theorem 4 The disease-free equilibrium Q<sub>0</sub> is globally asymptotically stable if 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. </p>
    <p>Proof. Let 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          Τ 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and consider a Lyapunov function,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(14)</p>
    <p>Direct calculation leads to</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
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            V 
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          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
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              p 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
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             ε 
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             w 
           </mi> 
          </mrow> 
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             μ 
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             + 
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             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
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           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             ε 
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           <mi>
             w 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
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             + 
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           <mi>
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         </mfrac> 
         <mrow> 
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            ( 
          </mo> 
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           <mi>
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           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
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             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
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            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
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             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
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              μ 
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              p 
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           </msub> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
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            μ 
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         </msub> 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
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           <mi>
             μ 
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             + 
           </mo> 
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             θ 
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          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
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                p 
              </mi> 
              <mn>
                2 
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             <mi>
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             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mi>
               w 
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             <mi>
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            </mrow> 
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                p 
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             </msub> 
             <mrow> 
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                ( 
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              <mrow> 
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               </mi> 
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                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
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           </mfrac> 
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             − 
           </mo> 
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             1 
           </mn> 
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            ] 
          </mo> 
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        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Therefore</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
       <mtr> 
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          <mi>
            V 
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          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
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            p 
          </mi> 
         </msub> 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           since 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           whenever 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            ℛ 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mn>
           1. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Furthermore,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ˙ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ⇔ 
       </mo> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         or 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Thus the largest invariant set 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ℋ 
      </mi> 
     </math> such as 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mo>
         ⊆ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the singleton Q<sub>0</sub>. By LaSalle’s Invariance Principle, Q<sub>0</sub> is globally asymptotically stable in Ω.</p>
    <p>This achieves the proof.</p>
    <p>Theorem 4 completely determines the global dynamics of system (3) in Ω when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. It establishes the basic reproduction number as a threshold parameter. If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, all the solutions in the feasible region converge to the disease free equilibrium Q<sub>0</sub>, and the Buruli ulcer will die out from the population irrespective of the initial conditions. If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the disease free equilibrium Q<sub>0</sub> is unstable and the system is uniformly persistent, and a Buruli ulcer epidemic will become endemic.</p>
    <p>Now, we will illustrate our theoretical results by numerical simulations.</p>
    <p>For numerical simulations, we use parameters values consigned in <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref>. Initial conditions are 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         300 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         200 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         150 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig4">
      Figure 4
     </xref>, page 14 presents the trajectories of system (3) when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0001 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.011 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.25 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.00045 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.011 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         30 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> so that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.531 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. From this figure, it clearly appears that the trajectories of system (3) converge to the disease free equilibrium Q<sub>0</sub> as shown in Theorem 4. This means that the disease disappears within a human population.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_4">
    <title>3.4. Endemic Equilibrium (EE) and Its Stability</title>
    <p>Endemic equilibrium is obtained by solving the following system:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               Λ 
             </mtext> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ρ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msub> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>The resolution of Equation (15) leads to 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              ℛ 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi mathvariant="script">
          D 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi mathvariant="script">
           D 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 ρ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ρ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>So, we have the following result:</p>
    <p>Theorem 5. System (3) has a unique endemic equilibrium when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. </p>
    <p>Now, let us study the stability <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-21">
      [21]
     </xref> of the endemic equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math>.</p>
    <p>Theorem 6. Endemic equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> is globally asymptotically stable when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. </p>
    <p>Proof. The proof of this Theorem is given in Appendix B.</p>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>Figure 4. Numerical simulations for system (3) when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   Λ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   γ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.0001
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   ρ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.011
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    p
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.2
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    p
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    2
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   α
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.5
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   θ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.25
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   μ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.00045
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    μ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    p
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.5
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   ε
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.011
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   w
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   30
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math> so that 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    ℛ
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    0
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.531
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   ≤
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405290-rId285.jpeg?20240913044513" />
    </fig>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>Figure 5. Numerical simulations for system (3) when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   Λ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   γ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.0001
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   ρ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.011
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    p
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.2
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    p
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    2
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   α
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.5
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   θ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.25
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   μ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.014
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    μ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    p
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   ε
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.011
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>; 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   w
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   40
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math> so that 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    ℛ
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    0
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.54
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   ≥
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405290-rId310.jpeg?20240913044513" />
    </fig>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig5">
      Figure 5
     </xref>, page 16 presents the trajectories of system (3) when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0001 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.011 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.25 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.014 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.011 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         40 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> so that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ℛ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.54 
       </mn> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> From this figure, it clearly appears that the trajectories of system (3) converge to the endemic equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> as shown in Theorem 6. This means that the disease persists within a human population.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Impact of Bacterial Mortality and Excretion Rates on the Dynamics of Buruli ulcer Transmission</title>
   <p>The aim of this section is to study how the mortality rate and excretion of bacteria into the environment impacts the dynamics of Buruli ulcer transmission.</p>
   <p>
    <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref> presents the time evolution of basic reproduction number as function of the bacteria in the environment mortality and shedding rate respectively. Ones can see in this figure that the values of the basic reproduction number less or greater than one depends strongly on these two parameters of the model. For the values taken for our numerical simulations, we can estimate a mortality threshold value above which the basic reproduction number R<sub>0</sub> is always less than one: this corresponds to a situation of disease free equilibrium. Biological or chemical control in an aquatic ecosystem can be a means of having a bacterial mortality rate in the environment higher than this threshold value. On the other hand, we have a threshold value for the excretion rate: this means that if we educate the population to be screened and accept hospitalization during treatment, we can limit the excretion rate of the bacteria. in the environment and therefore better control the disease.</p>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>Figure 6. Basic reproduction number 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    ℛ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    0
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> as a function of 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    μ
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    p
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> and 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        
  ω
 
       </mi>

      </math> when 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mtext>
         
   Λ
  
        </mtext>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   500
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   γ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.0001
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   ρ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.011
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    p
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mrow>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     0.2
    
          </mn>
   
         </mrow>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     30
    
          </mn>
   
         </mrow>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    p
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    2
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mrow>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     0.1
    
          </mn>
   
         </mrow>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     30
    
          </mn>
   
         </mrow>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   α
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mrow>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     0.5
    
          </mn>
   
         </mrow>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     30
    
          </mn>
   
         </mrow>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   θ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mrow>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     0.25
    
          </mn>
   
         </mrow>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     30
    
          </mn>
   
         </mrow>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   μ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.014
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   ε
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.001
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   ω
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mrow>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     100
    
          </mn>
   
         </mrow>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     30
    
          </mn>
   
         </mrow>
  
        </mrow> 
 
       </mrow>

      </math> (when we plot the basic reproduction number as function of 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        
  ω
 
       </mi>

      </math>; 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    μ
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    p
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.08
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>).</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405290-rId345.jpeg?20240913044513" />
   </fig>
   <p>More informing the population about the disease, the importance of getting tested, and receiving treatment in hospital, along with biological or chemical control measures, are two approaches that will help us better control the spread of Buruli ulcer among the human population. Thus, to opt for a chemical control method to eliminate the bacteria in the environment, it would be ideal to assess the environmental impact of this measure using the approach proposed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-22">
     [22]
    </xref>.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusion and Discussion</title>
   <p>In the present work, we present a deterministic mathematical model for the transmission of Buruli ulcer whose aim was to highlight the impact of bacteriumpresent in the environment on the spread of the disease within a human population. Model uses nonlinear differential equations and regroups each human according to their epidemiological status. The particularity of this model is that it considers that once diagnosed, the patient is hospitalized until complete recovery. But the socio-economic nature of our study environment leads people to avoid hospitals even if it means treating themselves: it is this class of population considered as patients lost to sight who therefore contribute to the spread of the infection releasing bacterium into the environment. The obtained model is analysed by determining the steady states. We show that the model analysis is carried out in terms of the basic reproduction number R<sub>0</sub>, which summarizes the dynamics of the system: If it is less than one, the disease disappears within a human population; when it is greater than one, the disease is endemic. We use sensitivity analysis that highlights how parameters affects the basic reproduction number R<sub>0</sub> and how parameters affects the output of the variables. Numerical simulations were made to validate the mathematical results obtained. As we observe in <xref ref-type="fig" rid="fig4">
     Figure 4
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig5">
     Figure 5
    </xref>, the numerical results are in agreement with the theoretical results.</p>
   <p>Our main result is that the control of the spread of Buruli ulcer within a human population depends mostly on the environmental management and sensitisation of the human population. Lack of knowledge of the disease plays an important role in its spread. the human population must know that, faced with this disease, they must go to the hospital and agree to remain hospitalize until complete recovery: awareness campaigns must be multiplied in this direction. Controlling the spread of the epidemic within the human population remains a challenge. At the end of our study, it suffices to maintain a basic reproduction number 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℛ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> lower than 1. We carry out sensitivity analysis of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℛ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to find out the degree to which the parameters influence the basic reproduction number 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℛ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. We show a monotonic decrease of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℛ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> increase. This means that the clearance of the environment will reduce the spread of Buruli ulcer epidemic. According to <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref>, we have identified a threshold for the excretion rate below which we can control the progression of the disease, and a threshold for bacterial mortality above which we can also control the spread of Buruli ulcer among the human population. However, the complete eradication of Mycobacterium in the aquatic ecosystem is not feasible in practice. An approach in our future work could involve combining these factors with the control of water bugs in an optimal control model to determine the best strategy for controlling Buruli ulcer in the population.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135110-"></xref>Acknowledgements</title>
   <p>Sincere thanks to the members of JAMP for their professional performance, and special thanks to managing editor Hellen XU for a rare attitude of high quality.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Appendix A. Classical Differential Version of Gronwall Lemma</title>
   <p>Lemma 7. Suppose that a function x of class 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where I is an interval of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, verifies</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(16)</p>
   <p>where a and b are continuous functions from I into 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then we have the inequality</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        exp 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           exp 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(17)</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>Appendix B. Proof of Theorem 6</title>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         Τ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and consider a Lyapunov function,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            ln 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            ln 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            ln 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            ln 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            ln 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            ln 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(18)</p>
   <p>A direct computation leads to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
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       <mtd> 
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         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
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          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
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              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
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          <mo>
            − 
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          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            Λ 
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              ρ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>At the endemic equilibrium point, we have the following relations:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              Λ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              ρ 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                ρ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(19)</p>
   <p>Using relations (19), we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                P 
              </mi> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
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           </mo> 
          </mrow> 
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           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
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      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
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         </mo> 
         <mrow> 
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            1 
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            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
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         </mo> 
        </mrow> 
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         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
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           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
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              </mi> 
             </mrow> 
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              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 P 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mover accent="true"> 
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                 S 
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                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               E 
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
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           </mo> 
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         <mo>
           ] 
         </mo> 
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       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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          + 
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        </msub> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
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            − 
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          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
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            </mi> 
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              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
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         </mo> 
         <mrow> 
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          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
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          <mover accent="true"> 
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             E 
           </mi> 
           <mo>
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          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
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           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               E 
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
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             </mover> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
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            </mfrac> 
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           </mo> 
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         </mo> 
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          + 
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          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
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           </mover> 
           <mi>
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           </mi> 
          </mfrac> 
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         </mo> 
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         <mrow> 
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          <mover accent="true"> 
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           <mo>
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          </mover> 
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           <mo>
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           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               E 
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
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              <mo>
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             </mover> 
            </mfrac> 
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              − 
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            <mfrac> 
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
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             </mover> 
            </mfrac> 
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           </mo> 
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           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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          + 
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         </mi> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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            1 
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            − 
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          <mfrac> 
           <mover accent="true"> 
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           </mover> 
           <mi>
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          </mfrac> 
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            <msub> 
             <mi>
               p 
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             <mi>
               E 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
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           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
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            <mfrac> 
             <mi>
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
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           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
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            θ 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
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           <mo>
             ( 
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            <mfrac> 
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             <mover accent="true"> 
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                J 
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              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
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       <mtd> 
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        </mtext> 
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        </mtext> 
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          + 
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              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mfrac> 
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             ¯ 
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          </mover> 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               J 
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             <mover accent="true"> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mfrac> 
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              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
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               P 
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                ¯ 
              </mo> 
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           ] 
         </mo> 
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          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
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    </math></p>
   <p>Let</p>
   <p>
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      <mfrac> 
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          S 
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        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
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        y 
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      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
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        , 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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        z 
      </mi> 
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        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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          I 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
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        , 
      </mo> 
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      </mtext> 
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        t 
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      <mo>
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      </mo> 
      <mfrac> 
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        </mi> 
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        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
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        , 
      </mo> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
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        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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        v 
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      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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         P 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
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        , 
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   <p>
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           ˙ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
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             x 
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          </mfrac> 
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         </mo> 
        </mrow> 
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         <mo>
           [ 
         </mo> 
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            μ 
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           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
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              − 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
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            + 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              x 
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           </mo> 
          </mrow> 
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            + 
          </mo> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
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           <mo>
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          </mover> 
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              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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          </mrow> 
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         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
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          <mn>
            1 
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            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
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          </mfrac> 
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          <mover accent="true"> 
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           <mo>
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          </mover> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
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           <mo>
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          </mover> 
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       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
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        </mtext> 
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          + 
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          </mfrac> 
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          </mover> 
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         </mo> 
        </mrow> 
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          + 
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          <mn>
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          </mfrac> 
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         </mo> 
        </mrow> 
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           <mn>
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           </mn> 
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          <mover accent="true"> 
           <mi>
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          </mover> 
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        </mtext> 
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          </mfrac> 
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          </mover> 
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           <mo>
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          </mover> 
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           </mo> 
          </mrow> 
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          <mover accent="true"> 
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          </mover> 
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        </mtext> 
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          + 
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            − 
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          </mfrac> 
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              − 
            </mo> 
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            + 
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              − 
            </mo> 
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            + 
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          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
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          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            u 
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            , 
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       </mo> 
      </mover> 
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         S 
       </mi> 
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       </mo> 
      </mover> 
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        , 
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      <msub> 
       <mi>
         p 
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       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
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       <mo>
         ( 
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        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msub> 
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         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
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       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
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       </mo> 
      </mover> 
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        , 
      </mo> 
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      </mtext> 
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        α 
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      <mover accent="true"> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
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         ¯ 
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      </mover> 
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        , 
      </mo> 
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      </mtext> 
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         b 
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         7 
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      </msub> 
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        = 
      </mo> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
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      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The development of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
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          z 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
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          t 
        </mi> 
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          , 
        </mo> 
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       </mrow> 
       <mo>
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       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> leads to</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
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          G 
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         </mo> 
         <mrow> 
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         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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          <msub> 
           <mi>
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
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          y 
        </mi> 
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         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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          </msub> 
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           <mi>
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           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
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           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
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           <mn>
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          </msub> 
          <mo>
            + 
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           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
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           </mn> 
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          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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          <msub> 
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             b 
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           </mn> 
          </msub> 
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         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
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        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
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         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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          </msub> 
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           <mi>
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           </mn> 
          </msub> 
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         <mo>
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         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
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         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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           <mi>
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           </mn> 
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          <mo>
            + 
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           <mi>
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           <mn>
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          <mo>
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          <msub> 
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         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
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           <mi>
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        </mtext> 
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          + 
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         </mo> 
         <mrow> 
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            − 
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          <msub> 
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          <mo>
            + 
          </mo> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
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        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           8 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             5 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mn>
             5 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             8 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>The positive constants 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are chosen such that:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               5 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               6 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               7 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               5 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               8 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               5 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               8 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0. 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(20)</p>
   <p>The resolution of system (20) gives:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
         <mn>
           8 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> becomes</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mo stretchy="false">
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo stretchy="false">
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Using the arithmetic-geometric means inequality leads to</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Consequently 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. By LaSalle’s invariance principle, one can conclude that the endemic equilibrium is globally asymptotically</p>
   <p>stable in Ω. Since Ω is absorbing, this proves the global asymptotically stability in the nonnegative orthant.</p>
   <p>This concludes the proof.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
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