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    <journal-title>
     Applied Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
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    2152-7385
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    2152-7393
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    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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    10.4236/am.2024.158033
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    am-135319
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      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
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   <title-group>
    Bifurcations, Analytical and Non-Analytical Traveling Wave Solutions of (2 + 1)-Dimensional Nonlinear Dispersive Boussinesq Equation
   </title-group>
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      <surname>
       Dahe
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       Feng
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      <sup>1</sup>
     </xref>
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      <surname>
       Jibin
      </surname>
      <given-names>
       Li
      </given-names>
     </name> 
     <xref ref-type="aff" rid="aff2"> 
      <sup>2</sup>
     </xref>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Airen
      </surname>
      <given-names>
       Zhou
      </given-names>
     </name> 
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      <sup>1</sup>
     </xref>
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     aSchool of Mathematics and Statistics, Guizhou University of Finance and Economics, Guiyang, China
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematical Sciences, Huaqiao University, Quanzhou, China
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     06
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    15
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    08
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      2024
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      16,
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     <month>
      July
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
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    <date date-type="accepted">
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      16,
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     <month>
      August
     </month>
     <year>
      2024
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
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     2014
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    <license>
     <license-p>
      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>
    For the (2 + 1)-dimensional nonlinear dispersive Boussinesq equation, by using the bifurcation theory of planar dynamical systems to study its corresponding traveling wave system, the bifurcations and phase portraits of the regular system are obtained. Under different parametric conditions, various sufficient conditions to guarantee the existence of analytical and non-analytical solutions of the singular system are given by using singular traveling wave theory. For certain special cases, some explicit and exact parametric representations of traveling wave solutions are derived such as analytical periodic waves and non-analytical periodic cusp waves. Further, two-dimensional wave plots of analytical periodic solutions and non-analytical periodic cusp wave solutions are drawn to visualize the dynamics of the equation.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     (2 + 1)-Dimensional Nonlinear Dispersive Boussinesq Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Bifurcations
    </kwd> 
    <kwd>
      Phase Portrait
    </kwd> 
    <kwd>
      Analytical Periodic Wave Solution
    </kwd> 
    <kwd>
      Periodic Cusp Wave Solution
    </kwd>
   </kwd-group>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Many nonlinear phenomena in biology, fluid dynamics, chemistry, plasma physics, etc, can be described by nonlinear partial differential equations. Looking for explicit and exact solutions to nonlinear partial differential equations is a very meaningful and important task. These explicit and exact solutions may well describe various nonlinear phenomena in biology, fluid dynamics, chemistry, plasma physics, etc. In the past decades, many methods for obtaining explicit and exact solutions have been established such as improved modified extended tanh-function method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-2">
     [2]
    </xref>, Lie Group Method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-4">
     [4]
    </xref>, hyperbolic function method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-6">
     [6]
    </xref>, Jacobi elliptic function method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-7">
     [7]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-8">
     [8]
    </xref>, sine-cosine method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-9">
     [9]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-10">
     [10]
    </xref>, extended Kudryashov’s method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-11">
     [11]
    </xref>, improved sub-equation method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-12">
     [12]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-13">
     [13]
    </xref>, enhanced (G'/G)-expansion method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-14">
     [14]
    </xref>, extended (or improved) Hirota bilinear method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-15">
     [15]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-16">
     [16]
    </xref>, Darboux transformation method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-17">
     [17]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-18">
     [18]
    </xref>, Bäcklund transformation method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-19">
     [19]
    </xref>, direct integration method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-20">
     [20]
    </xref>, the ansatz method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-21">
     [21]
    </xref>, method of separation of variables <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-22">
     [22]
    </xref> and so on. However, the solution procedures become very complex and most of the methods fail or can obtain few special solutions as the degree of the nonlinearity is high. Therefore it is very important to do qualitative analysis of nonlinear partial differential equations. It can help one understand the dynamical properties of solutions even without obtaining any exact solution.</p>
   <p>The Boussinesq equation, which describes the propagation of water waves, is one of the most classical integrable nonlinear partial differential equations and has attracted the attention of many researchers. Yan <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-23">
     [23]
    </xref> introduced a family of Boussinesq equations with fully nonlinear dispersion</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
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         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
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          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
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      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
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        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>and presented some compacton solutions for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Zhu et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-24">
     [24]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-26">
     [26]
    </xref> researched the following three types of Boussinesq-like equations</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>and obtained some soliton solutions by using the extended decomposition method. Zhang et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-27">
     [27]
    </xref> investigated a more generalized form of the Boussinesq equations</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>and obtained several compacton and solitary solutions by using the integral approach. In 2022, Sun et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-28">
     [28]
    </xref> studied the Boussinesq equation in the following form</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(6)</p>
   <p>and derived the degenerate breather solutions through the generalized Darboux transformation. Yan <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-29">
     [29]
    </xref> introduced a more generalized form of the (2 + 1)-dimensional Boussinesq equation with fully nonlinear dispersion</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> are real parameters. Equations (1)-(6) are only the special cases of Equation (7). By taking other different values of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (7) contains a lot of well-known equations as special examples. When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, equation (7) becomes the Boussinesq equation for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and the modified Boussinesq equation for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Yan <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-29">
     [29]
    </xref> and Wazwaz <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-30">
     [30]
    </xref> respectively constructed some solitary pattern solutions for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Tian and Yu <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-31">
     [31]
    </xref> obtained several compacton solutions of (7) for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Up to now, various generalizations of the classical Boussinesq equations have been proposed and studied to probe the dynamical properties of water motions. Various exact solutions of the generalized Boussinesq equations have been constructed. Since looking for general solutions is much too difficult and only a few exact solutions can be solved, it becomes very important to do a qualitative analysis of the solutions. Here we focus on the traveling wave solutions to Equation (7) and discuss the dynamical behavior of the traveling wave solutions via bifurcation theory of planar dynamical systems.</p>
   <p>We introduce the traveling wave transformation</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are real constants while 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the wave speed. Then Equation (7) is reduced to the following nonlinear ordinary equation</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(9)</p>
   <p>Integrating (9) twice with respect to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math> and setting two integration constants as zero, we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(10)</p>
   <p>Without loss the generality, we suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. We only consider (10) for the case 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. It can be similarly treated for another case 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, then we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(11)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then (11) is equivalent to the planar system</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </mfrac> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
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                  2 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </mfrac> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
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               </mrow> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
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            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                ν 
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                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </msup> 
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                + 
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             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
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                k 
              </mi> 
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                 ϕ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    k 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <msup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    p 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
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     </mrow> 
    </math>(12)</p>
   <p>which has the first integral</p>
   <p>
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          H 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
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             μ 
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           <mi>
             k 
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            <mi>
              ϕ 
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            <mrow> 
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                 k 
               </mi> 
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                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
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            <mi>
              ϕ 
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            <mrow> 
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                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
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      </mtr> 
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        <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> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <msup> 
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               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
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                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(13)</p>
   <p>where h is an arbitrary constant.</p>
   <p>System (12) is a 7-parameter planar dynamical system depending on the parameter group 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a continuous solution of (11) for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mi>
          lim 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mi>
          lim 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Recall that 1) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is called a soliton solution if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>; 2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is called a kink or anti-kink soliton solution if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Usually, a soliton solution of (11) corresponds to a homoclinic orbit of (12); a kink (or anti-kink) soliton solution of (11) corresponds to a heteroclinic orbit (or a so-called connecting orbit) of (12). Similarly, a periodic solution of (11) derives from a periodic orbit of (12). Thus, to investigate all possible bifurcations of soliton and periodic solutions of (11), we need to discuss all periodic annuli, homoclinic and heteroclinic orbits of (12). The bifurcation theory of dynamical systems <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-32">
     [32]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-33">
     [33]
    </xref> plays a crucial role in the work.</p>
   <p>We notice that there are three possible singularities in the right hand of the second Equation in (12) for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. That is</p>
   <p>to say 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has no definition on the above straight lines in the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-phase plane, which implies that the analytical system (7) probably has singular traveling wave solutions. In this paper, to remove the singularities, we first introduce a scale transformation to transform the singular system into a regular system. We then study the bifurcation sets and the phase portraits of the regular system by using the bifurcation theory of dynamical systems. We next analyse the impact of singularity on the analyticity of solutions of (12) through the singular traveling wave theory developed by Li and Liu <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-34">
     [34]
    </xref>. Finally, we obtain some sufficient conditions for the existence of analytical and non-analytical traveling wave solutions.</p>
   <p>The rest of the paper is organized as follows. In Section 2, we analyse the bifurcation sets and phase portraits of the regular system (14). In Sections 3 and 4, we discuss the impact of singularity on the analyticity of solutions of (12) based on the phase portraits of the regular system (14) obtained in Section 2 and give some sufficient conditions guaranteeing the existence of analytical and non-analytical traveling wave solutions. In Section 5, we obtain some explicit and exact traveling wave solutions of (7) for certain special cases. The simulations and discussions are presented in Section 6. Finally, some conclusions are given in Section 7.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Bifurcations and Phase Portraits of Regular System (14)</title>
   <p>In this section, we discuss the bifurcation parametric sets, bifurcation curves and phase portraits of (12).</p>
   <p>Making the scale transformation 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in order to remove the singularity, then the singular system (12) is reduced to the following regular system</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ζ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ζ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(14)</p>
   <p>which has the same topological phase portraits as (12) except on the singular lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Both Equations (12) and (14) have the same first integral (13). The singular lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are invariant straight-line solutions of (14).</p>
   <p>For a given constant h, Equation (13) determines a set of invariant curves of (14), which contains different branches of curves. As the integration constant h varies, Equation (13) gives different families of orbits of (14) which correspond to different dynamical behavior.</p>
   <p>To study the bifurcations and phase portraits of (14), we shall first investigate its all equilibrium points.</p>
   <p>Equation (14) has two equilibrium points at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is odd and has three equilibria at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is even, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             ν 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Equation (14) has two equilibrium points at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> on the straight line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Denote that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Equation (14) has two equilibria at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> on the straight line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and has two equilibria at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> on the straight line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Z 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be the coefficient matrix of the linearized system of (14) at the equilibrium point 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        det 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. By the theory of planar dynamical systems, we know that the equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a saddle (or center) if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (or &gt;0); it is a cusp if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and the Poincaré index of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is zero. Thus, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> all are saddles.</p>
   <p>Denote that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is defined by (13). It is obvious that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Here we are considering a physical model where only bounded solutions are meaningful. Thus we only pay attention to the bounded solutions of (14). In other words, we only consider the case when (14) has at least one center. Hence, we next assume that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The other cases can be treated by the similar method. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. By using the above facts to do qualitative analysis, we obtain the following results.</p>
   <p>Case I. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In this case, there is a unique singular straight line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. For a fixed 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there exists a unique bifurcation curve 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> which divides the second quadrant of the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-parametric plane into two subregions</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Except on the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (14) has a unique equilibrium point 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> which is a center for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and a saddle for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. We only consider this case when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> since we only study bounded solutions of (14).</p>
   <p>1) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (14) also exists another equilibrium point 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> besides 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. O is a saddle point (or a cusp) when p is odd (or even). Equation (14) has a family of periodic orbits defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. These periodic orbits encircle the center 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and form a periodic annulus. Moreover, Equation (14) has a homoclinic orbit defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The homoclinic orbit is homoclinic to the saddle O and is a boundary curve of the periodic annulus.</p>
   <p>2) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (14) has two other equilibrium points 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> on the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> besides 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> both are saddle points. Equation (14) has a family of periodic orbits defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. These periodic orbits encircle the center 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and form a periodic annulus. Moreover, Equation (14) has two heteroclinic orbits 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. These two heteroclinic orbits form a two-point heteroclinic cycle 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> which is a boundary curve of the periodic annulus.</p>
   <p>3) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (14) has no other equilibrium point besides 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and has a family of large-scale periodic orbits defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. These periodic orbits encircle the center 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and form an unbounded periodic annulus.</p>
   <p>Based on the above analysis and with the help of the mathematical software MAPLE, we can obtain the phase portraits of (14) shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. The phase portraits of (14) in Case I for 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     β
    
          </mi>
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mi>
           
     γ
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   ∈
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    B
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> (1)-(3) p is even; (4)-(6) p is odd.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId273.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
   <p>Case II. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In this case, there exist two singular straight lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. For a fixed 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the second quadrant of the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-parametric plane is divided into three subregions</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>by the bifurcation curves 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>On the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>-axis in the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-phase plane, the system (14) has two equilibrium points O and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a saddle for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and a center for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. We do not consider the case 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> since we only pay attention to the bounded solutions of (14). The phase portraits of (14) are displayed in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>.</p>
   <p>Case III. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In this case, there exist three singular straight lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. For a fixed 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there are the same bifurcation curves and bifurcation sets as in Case II. Except on the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (14) has a unique equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> which is a saddle for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and a center for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The pase portraits of (14) are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>.</p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. The phase portraits of (14) in Case II.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId328.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
   <p>Case IV. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In this case, there exists a unique singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. For a fixed 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there are the same bifurcation sets as in Case I. We only consider 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. For 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, it can be similarly discussed. Except on the singular line, system (14) has two equilibrium points 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a center and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a saddle when p is even; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> both are centers when p is odd. The phase portraits of (14) are displayed in <xref ref-type="fig" rid="fig4">
     Figure 4
    </xref>.</p>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. The phase portraits of (14) in Case III.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId353.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
   <p>Case V. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In this case, there exist two singular lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. For a fixed 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there are the same bifurcation sets as in Case II. Except on the singular lines, system (14) has two equilibrium points 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a saddle for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and a center for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a center when p is odd and a saddle when p is even. The phase portraits of (14) are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig5">
     Figure 5
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref>, respectively.</p>
   <fig id="fig4" position="float">
    <label>Figure 4</label>
    <caption>
     <title>Figure 4. The phase portraits of (14) in Case IV for 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     β
    
          </mi>
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mi>
           
     γ
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   ∈
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    B
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math>: (1)-(3) p is even; (4)-(6) p is odd.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId376.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>Figure 5. The phase portraits of (14) in Case V and p is even.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId379.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>Figure 6. The phase portraits of (14) in Case V and p is odd.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId380.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
   <p>Case VI. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In this case, there exist three singular lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. For a fixed 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there are the same bifurcation sets as in Case II. Except on the singular lines, (14) has two equilibrium points 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. When p is odd, both of them are centers for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and saddles for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. One is a center and another is a saddle when p is even. The phase portraits of (14) are displayed in <xref ref-type="fig" rid="fig7">
     Figure 7
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig8">
     Figure 8
    </xref>, respectively.</p>
   <fig id="fig7" position="float">
    <label>Figure 7</label>
    <caption>
     <title>Figure 7. The phase portraits of (14) in Case V and p is odd.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId399.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
   <fig id="fig8" position="float">
    <label>Figure 8</label>
    <caption>
     <title>Figure 8. The phase portraits of (14) in Case V and p is even.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId400.jpeg?20240913045435" />
   </fig>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Existence of Analytical Traveling Wave Solutions</title>
   <p>We discuss the existence of analytical traveling wave solutions of (7). As mentioned above, the singular traveling wave system (12) has the same orbits as the regular system (14) except on the singular straight lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The</p>
   <p>transformation of variables 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> only derives the difference between the parametric representations of the orbits of (12) and those of</p>
   <p>(14) when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Each solution of (14) is analytical because (14) is an analytical system. Thus the traveling wave solutions of (12), which correspond to those orbits far from the three singular lines in the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-phase plane, are analytical.</p>
   <p>When an orbit of (14) is close to, even crosses the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, does it correspond to an analytical solution of (12)? For example, for the case 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, there is an orbit of (14) which intersects with the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> at the origin O (see <xref ref-type="fig" rid="fig1(1)">
     Figure 1(1)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1(4)">
     Figure 1(4)
    </xref>, etc.). We here consider the case in <xref ref-type="fig" rid="fig1(1)">
     Figure 1(1)
    </xref>. The same conclusions can be drawn for other similar cases by the same method. It follows from <xref ref-type="fig" rid="fig1(1)">
     Figure 1(1)
    </xref> that Equation (14) has an analytical homoclinic orbit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and a family of analytical periodic orbits 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The orbit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> intersects the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> axis at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>) besides the origin. An analytical homoclinic orbit of the regular system (14) is not always an analytical homoclinic orbit of the singular system (12) because of the difference between the time scales 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ζ 
     </mi> 
    </math>. We have the following conclusion on 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Lemma 3.1. Suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The orbit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is an analytical periodic orbit of the singular system (12) although it is an analytical homoclinic orbit of the regular system (14).</p>
   <p>Proof. Assume that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the solution of (12) defined by the orbit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> with the initial value condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. From 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, one obtains</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msup> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(15)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Taking 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math> as a time variable and letting 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be the time that the solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> moves from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to the origin along the orbit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. It follows from the first Equation in (12) that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Then one can derive from (15) that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            lim 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <msup> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(16)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The integral in (16) is an improper integral since its integrand function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is unbounded in the right neighborhood of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. On the other hand, we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          lim 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <msup> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msup> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The improper integral in (16) is convergent since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a finite constant. That is to say, the origin O can be reached within a limited time, which means that O is a regular point rather than a singular point of (12) although it is a saddle of (14). Therefore the orbit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is an analytical periodic orbit rather than a homoclinic orbit of (12). 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       □ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>From Lemma lemma 3.1, an analytical homoclinic orbit of the regular system perhaps corresponds to an analytical periodic orbit of the singular system. According to the above analysis and the phase portraits obtained in Section 0, we draw the following conclusions on the existence of analytical traveling waves of (7).</p>
   <p>Theorem 3.2 (Analytical Periodic Travelling Waves)</p>
   <p>1) Equation (7) has at least one family of analytical periodic travelling wave solutions corresponding to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, if any one of the following conditions holds.</p>
   <p>a) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig1(1)">
     Figure 1(1)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1(4)">
     Figure 1(4)
    </xref>);</p>
   <p>b) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig2(7)">
     Figure 2(7)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig3(7)">
     Figure 3(7)
    </xref>);</p>
   <p>c) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig4(1)">
     Figure 4(1)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig4(4)">
     Figure 4(4)
    </xref>);</p>
   <p>d) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig5(5)">
     Figure 5(5)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig6(10)">
     Figure 6(10)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig7(7)">
     Figure 7(7)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig8(7)">
     Figure 8(7)
    </xref>).</p>
   <p>2) Equation (7) has at least one family of analytical periodic travelling wave solutions corresponding to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, if any one of the following conditions holds.</p>
   <p>a) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, p is odd and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig4(4)">
     Figure 4(4)
    </xref>);</p>
   <p>b) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, p is odd and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig6(1)">
     Figure 6(1)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig6(4)">
     Figure 6(4)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig6(7)">
     Figure 6(7)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig6(10)">
     Figure 6(10)
    </xref>);</p>
   <p>c) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, p is odd and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig7(7)">
     Figure 7(7)
    </xref>).</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Existence of Non-Analytical Travelling Wave Solutions</title>
   <p>In Section 3, we have come to the conclusion that the analytical orbits of (14), which are far from the singular straight lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> or intersect with the singular straight lines at the origin, are still analytical orbits of (12). In this section, we discuss the dynamical behavior of the orbits that are infinitely close to the singular line or intersect the singular lines at other points except the origin.</p>
   <p>We study these cases in which there exists uncountable infinity many periodic orbits being infinitely close to the singular lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. We confine our attention to the case in <xref ref-type="fig" rid="fig1(2)">
     Figure 1(2)
    </xref> for example. The same results can be drawn for other similar cases by the same method. We see from <xref ref-type="fig" rid="fig1(2)">
     Figure 1(2)
    </xref> that Equation (14) has a family of periodic orbits on the right-half 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-phase plane defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. These orbits are infinitely close to the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, which leads to the waveforms of periodic cusp waves. We point out the following lemma on periodic cusp waves, whose proof is similar to Theorems 3.1 and 3.2 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-34">
     [34]
    </xref>.</p>
   <p>Lemma 4.1. The boundary curves of a periodic annulus are the limit curves of closed orbits inside the annulus. If these boundary curves contain a segment of the singular straight line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> of (12), 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> rapidly jumps in a very short time interval 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ξ 
     </mi> 
    </math> along this segment and near this segment.</p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be the solution of Equation (12) corresponding to the closed orbit near the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. From Lemma lemma 4.1, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> quickly changes its symbol from negative to positive near 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and the waveform of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> forms a periodic cusp wave. Based on the phase portraits in Section 0, we have the following conclusions.</p>
   <p>Theorem 4.2 (Non-analytical Periodic Cusp Waves)</p>
   <p>1) Corresponding to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>) defined by (13), Equation (7) has at least one family of non-analytical periodic waves; when h varies from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> to 0, these periodic waves will gradually lose their analyticity, and evolve from analytical periodic waves to non-analytical periodic cusp waves and finally approach to a periodic cusp wave, if any one of the following conditions holds.</p>
   <p>a) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig1(2)">
     Figure 1(2)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig1(5)">
     Figure 1(5)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig4(2)">
     Figure 4(2)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig4(5)">
     Figure 4(5)
    </xref>);</p>
   <p>b) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig2(4)">
     Figure 2(4)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig2(5)">
     Figure 2(5)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig3(4)">
     Figure 3(4)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig3(5)">
     Figure 3(5)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig5(3)">
     Figure 5(3)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig6(7)">
     Figure 6(7)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig6(8)">
     Figure 6(8)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig7(4)">
     Figure 7(4)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig7(5)">
     Figure 7(5)
    </xref>);</p>
   <p>c) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig2(8)">
     Figure 2(8)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig3(8)">
     Figure 3(8)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig6(11)">
     Figure 6(11)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig7(8)">
     Figure 7(8)
    </xref>).</p>
   <p>2) Corresponding to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (7) has at least one family of non-analytical periodic waves; when h varies from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, these periodic waves will gradually lose their analyticity, and evolve from analytical periodic waves to non-analytical periodic cusp waves and finally approach to a periodic cusp wave, if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="figFigures 2(1)-(3)">
     Figures 2(1)-(3)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="figFigures 3(1)-(3)">
     Figures 3(1)-(3)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig5(1)">
     Figure 5(1)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig5(2)">
     Figure 5(2)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="figFigures 6(4)-(6)">
     Figures 6(4)-(6)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="figFigures 7(1)-(3)">
     Figures 7(1)-(3)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig8(3)">
     Figure 8(3)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig8(4)">
     Figure 8(4)
    </xref>);</p>
   <p>Remark 4.3. Corresponding to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>), we also have the similar results as the Theorem 0.4. We omit these statements to save the space.</p>
   <p>We consider the last cases in which the regular system (14) has uncountable infinity many unbounded open orbits 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> which are infinitely close to the singular lines 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) for</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The case in <xref ref-type="fig" rid="fig1(1)">
     Figure 1(1)
    </xref> is taken as an example. Similar conclusions can be derived for those similar cases by using the similar method. We see from <xref ref-type="fig" rid="fig1(1)">
     Figure 1(1)
    </xref> that Equation (14) has uncountable infinity many open orbits 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. These open orbits lie in the right-half 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-phase plane and intersect the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>-axis at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Assume that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the special solution of (12) under the initial condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. It follows from (13) that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(17)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msup> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be the time that the phase point 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> spend moving from the initial position 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to the singular line 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> along the open orbit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Γ 
       </mtext> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. From (17) and the first Equation in (12), we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            lim 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <msup> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(18)</p>
   <p>The improper integral in (18) is convergent since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the singular point 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a simple real root of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a finite positive number for every fixed 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> only exists in the finite time interval 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> but the derivative</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thus the open orbits 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> of the regular system (14)</p>
   <p>correspond to the breaking wave solutions (i.e., the so-called blow-up solutions) of the singular traveling wave system (12).</p>
   <p>Theorem 4.4 (Non-analytical Breaking Waves) Corresponding to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (7) has at least one family of breaking waves, if any one of the following conditions holds.</p>
   <p>1) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig4">
     Figure 4
    </xref>);</p>
   <p>2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="figFigures 2(1)-(3)">
     Figures 2(1)-(3)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="figFigures 2(7)-(9)">
     Figures 2(7)-(9)
    </xref>);</p>
   <p>3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>);</p>
   <p>4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig5">
     Figure 5
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref>);</p>
   <p>5) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, p is odd and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="figFigures 7(7)-(9)">
     Figures 7(7)-(9)
    </xref>);</p>
   <p>6) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, p is even and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∪ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig8">
     Figure 8
    </xref>).</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Explicit Exact Analytical and Non-Analytical Traveling Wave Solutions</title>
   <p>In this section, we construct some explicit exact parametric representations of analytical and non-analytical traveling wave solutions of (7) for certain special conditions.</p>
   <p>1) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>a) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, from the first integral (13), one obtains</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(19)</p>
   <p>Substituting (19) into the first Equation in (12) leads to</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   4 
                 </mn> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                 <mi>
                   ν 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(20)</p>
   <p>which gives an analytical periodic solution of (12)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          sin 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             ν 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              16 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(21)</p>
   <p>So 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has an analytical periodic wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig1(1)">
     Figure 1(1)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mtext>
              sin 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 ν 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  16 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    μ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(22)</p>
   <p>b) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and n is odd, the regular system (14) has a two-point heteroclinic cycle defined by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in (13), which corresponds to a non-analytical periodic cusp wave solution of (7) (see <xref ref-type="fig" rid="fig1(5)">
     Figure 1(5)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              5 
            </mn> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              30 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(23)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>c) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a non-analytical periodic cusp wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig1(5)">
     Figure 1(5)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msqrt> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                cn 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   σ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  ξ 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mtext>
              cn 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(24)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          cn 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msqrt> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msqrt> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msqrt> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            21 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mroot> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            7 
          </mn> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mroot> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msqrt> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>a) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a non-analytical periodic cusp wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig2(4)">
     Figure 2(4)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(25)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>b) When n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a sawtooth-shaped periodic cusp wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig2(5)">
     Figure 2(5)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               6 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(26)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>c) When n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a periodic cusp wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig2(4)">
     Figure 2(4)
    </xref>):</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             5 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             5 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(27)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>3) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>a) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has an analytical periodic wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig4(1)">
     Figure 4(1)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mtext>
                sn 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mrow> 
                <msqrt> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msqrt> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mtext>
                sn 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mrow> 
                <msqrt> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msqrt> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(28)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            5 
          </mn> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            10 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>b) When n is even, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a non-analytical periodic wave solution with the same representation as (24) (see <xref ref-type="fig" rid="fig4(2)">
     Figure 4(2)
    </xref>).</p>
   <p>c) When n is even, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a non-analytically periodic cusp wave solution with the same representation as (23) (see <xref ref-type="fig" rid="fig4(2)">
     Figure 4(2)
    </xref>).</p>
   <p>d) When n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has two non-analytical periodic cusp wave solutions (see <xref ref-type="fig" rid="fig4(5)">
     Figure 4(5)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
          <mi>
            cos 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 ν 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  9 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    μ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(29)</p>
   <p>with the same period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>e) When n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has two periodic cusp wave solutions (see <xref ref-type="fig" rid="fig4(5)">
     Figure 4(5)
    </xref>):</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         9 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            cn 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <msqrt> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(30)</p>
   <p>with the same period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mroot> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mroot> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            6 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>4) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>a) When n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a non-analytical periodic cusp wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig5(3)">
     Figure 5(3)
    </xref>):</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                5 
              </mn> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              cosh 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mroot> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    5 
                  </mn> 
                  <mi>
                    ω 
                  </mi> 
                  <mi>
                    ν 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    72 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
               </mrow> 
               <mn>
                 4 
               </mn> 
              </mroot> 
              <mtext>
                  
              </mtext> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             8 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             8 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(31)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mroot> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            72 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            5 
          </mn> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mroot> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          cosh 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>b) When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a non-analytical periodic cusp wave solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig5(3)">
     Figure 5(3)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                21 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              252 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             9 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             9 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(32)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         9 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mn>
              15 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msqrt> 
           <mn>
             7 
           </mn> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>c) When n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has two periodic cusp wave solutions (see <xref ref-type="fig" rid="fig6(8)">
     Figure 6(8)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                210 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              420 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                6 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(33)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mn>
              77 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mn>
              35 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          13 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                210 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              420 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                6 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(34)</p>
   <p>with the period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            35 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>5) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>a) When n is odd, for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has two sawtooth-shaped periodic cusp wave solutions (see <xref ref-type="fig" rid="fig7(5)">
     Figure 7(5)
    </xref>)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          14 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mroot> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                15 
              </mn> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                8 
              </mn> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mroot> 
          <mi>
            sinh 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mroot> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  ω 
                </mi> 
                <mi>
                  ν 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  135 
                </mn> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </mroot> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(35)</p>
   <p>with the same period 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          12 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mroot> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            135 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mroot> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          sinh 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mroot> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mroot> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Simulations and Discussions</title>
   <p>In this part of the manuscript, we present the simulations of some typical new solutions of Equation (7) which can help us better understand the previous conclusions in Sections 8 and 8 (see <xref ref-type="fig" rid="fig9">
     Figure 9
    </xref>).</p>
   <fig id="fig9" position="float">
    <label>Figure 9</label>
    <caption>
     <title>Figure 9. Dynamics of the exact solutions for 

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

      </math>, 

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

      </math>, 

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

      </math>, 

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

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405300-rId927.jpeg?20240913045437" />
   </fig>
   <p>Sub-<xref ref-type="fig" rid="fig9(1)">
     Figure 9(1)
    </xref> shows the behavior of the solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with parameters 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Here we observe the analytical periodic wave solution. The orbit corresponding to this periodic solution is a periodic orbit of the singular system (12) but is a homoclinic orbit of the regular system (14). A homoclinic orbit of a regular system usually gives rise to an analytical solitary wave solution. A solitary wave and a periodic wave have completely different dynamic properties. It is the singularity that causes an analytical homoclinic orbit of the regular system to become an analytical periodic orbit of the corresponding singular system. The wave plot of <xref ref-type="fig" rid="fig9(1)">
     Figure 9(1)
    </xref> verifies the correctness of Theorem theorem 3.2.</p>
   <p>Sub-<xref ref-type="fig" rid="fig9(2)">
     Figure 9(2)
    </xref> shows the behavior of the solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with parameters 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which presents the non-analytical periodic cusp wave solution. The orbit corresponding to this periodic cusp wave is a two-point heteroclinic cycle of the regular system (14) but gives rise to a non-analytical periodic cusp wave solution for the singular system (12).</p>
   <p>Sub-<xref ref-type="fig" rid="fig9(3)">
     Figure 9(3)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig9(4)">
     Figure 9(4)
    </xref> show the behaviors of solutions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          14 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> respectively with parameters 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which present two non-analytical sawtooth-shaped periodic cusp wave solutions. The orbits corresponding to the two periodic cusp wave are two four-point heteroclinic cycles of the regular system (14). Each of the two heteroclinic cycles sequentially connects to four equilibrium points: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> but gives rise to a saw-shaped periodic cusp wave solution for the singular system (12).</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>7. Conclusions</title>
   <p>In this paper, the (2 + 1)-dimensional nonlinear dispersive Boussinesq equation has been investigated. It is very difficult to directly study the dynamic properties of the corresponding traveling wave equation since it is a singular system with three possible singularities. So a scale transformation is introduced to remove the singularities and transform the singular system into a regular system. Then the bifurcations and phase portraits of the regular system are discussed by using the bifurcation theory of dynamical system. By using the phase portraits of the regular system and utilizing the singular traveling wave theory to analyze the impact of singularity on the analyticity of the solutions of the original equation (7), some sufficient conditions for the existence of analytical and non-analytical solutions are obtained. Many explicit and exact traveling wave solutions are given which can verify the correctness of the conclusions in Sections 8 and 8.</p>
   <p>The method used in this paper is very effective and can also be used to study other nonlinear equations with singularities.</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This work is supported by the Science Technology Foundation of Guizhou Province, China (No. [2020]1Y001).</p>
  </sec><sec id="s9">
   <title>Appendix. Main Variables Used in This Paper</title>
   <p>Some main variables used in this paper are listed in <xref ref-type="table" rid="tableA1">
     Table A1
    </xref>.</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135319-"></xref>Table A1. Main variables used in this paper.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="24.92%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.45%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="24.92%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.45%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ± 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ± 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                6 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ± 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ± 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="24.92%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ± 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ± 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ± 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mi>
              Y 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.45%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mo>
            ± 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ± 
           </mo> 
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            <mi>
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            </mi> 
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