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    <journal-title>
     Journal of Computer and Communications
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   <issn pub-type="epub">
    2327-5219
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   <issn publication-format="print">
    2327-5227
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
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    10.4236/jcc.2024.1210006
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    jcc-136666
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Computer Science 
     </subject>
     <subject>
       Communications
     </subject>
    </subj-group>
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   <title-group>
    Establishment of a Fractional Order COVID-19 Model and Its Feasibility Analysis
   </title-group>
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      <surname>
       Rong
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       Kang
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     <name name-style="western">
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       Tianzeng
      </surname>
      <given-names>
       Li
      </given-names>
     </name>
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     <name name-style="western">
      <surname>
       Yu
      </surname>
      <given-names>
       Zhao
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematics and Statistics, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong, China
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     09
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     2024
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   <volume>
    12
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    62
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    77
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      September
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      2024
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    <date date-type="published">
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      15,
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      September
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      2024
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    <date date-type="accepted">
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      15,
     </day>
     <month>
      October
     </month>
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      2024
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
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   <abstract>
    This paper investigates an improved SIR model for COVID-19 based on the Caputo fractional derivative. Firstly, the properties of the model are studied, including the feasible domain and bounded solutions of the system. Secondly, the stability of the system is discussed, among other things. Then, the GMMP method is introduced to obtain numerical solutions for the COVID-19 system. Numerical simulations were conducted using MATLAB, and the results indicate that our model is valuable for studying virus transmission. 
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Grid Approximation Method
    </kwd> 
    <kwd>
      COVID-19
    </kwd> 
    <kwd>
      Infectious Disease Model
    </kwd> 
    <kwd>
      Fractional-Order Derivative
    </kwd>
   </kwd-group>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>The emergence and continued spread of infectious diseases pose a threat to the health and lives of humans and other organisms, affecting high-quality development in various aspects such as the economy. Moreover, infectious diseases are not only diverse in classification but also may have their transmission characteristics altered due to mutations in their pathogenic agents. Studying the dynamics of infectious disease models helps predict the development trends of these diseases, providing strong theoretical support for formulating effective and reasonable control strategies. Therefore, to address the risks and challenges posed by various infectious diseases, it is particularly important and practical to use infectious disease dynamics to study the dynamic behavior of different infectious disease models <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-1">
     [1]
    </xref>.</p>
   <p>In 2019, the World Health Organization (WHO) reported the first case of unknown pneumonia. This pneumonia was caused by a coronavirus, a virus that causes infections in both animals and humans, and was later named novel coronavirus (COVID-19) by WHO on February 11, 2020 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-2">
     [2]
    </xref>. COVID-19 can be transmitted through various routes such as coughing, respiratory droplets, nasal secretions from sneezing, aerosol transmission, salivary droplets, and surface physical contact. Signs and symptoms of COVID-19 through the contact route of transmission may appear 2 to 14 days after exposure to the virus. Common signs and symptoms may include fatigue, cough, fever, and early on there may be loss of taste and smell; other symptoms may include headache, nausea, weakness, diarrhea, and runny nose <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-3">
     [3]
    </xref>. In severe cases of infection, breathing difficulties and inability to stay awake may occur. Hence, research into the spread of COVID-19 is necessary, and several mathematical models have been developed for this purpose. The SIR model is still the most prevalent, which presents a simple and effective approach that categorizes the population into susceptible individuals denoted as S, infected individuals denoted as I, and recovered individuals denoted as R <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-4">
     [4]
    </xref>.</p>
   <p>Fractional order calculus, a generalized version of integer order calculus, has been widely explored in various fields <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-5">
     [5]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-7">
     [7]
    </xref>. While initially focusing on theoretical knowledge, recent years have witnessed the increasing use of fractional order calculus due to advancements in society. This is because fractional order calculus is better suited to describe certain physical phenomena. One advantage of fractional order calculus is the flexibility it provides in the choice of real derivatives or integral operators. Additionally, the fractional order derivative, being a nonlocal operator, incorporates a memory function <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-8">
     [8]
    </xref>. This makes the functionality more versatile. Several researchers have already applied fractional order calculus to SIR modeling. Bialic et al. proposed a predictive model for the spread of COVID-19 in Italy and Spain, using a fractional order generalized susceptible infection recovery (SIR) epidemiological model. The accuracy of this model was confirmed by the results of the COVID-19 spread model prediction <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-9">
     [9]
    </xref>. Multiple simulations using the SIR model were conducted to study the spread of COVID-19 in various countries. These simulations found that the predicted number of confirmed cases can be further improved for the most part <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-10">
     [10]
    </xref>. This is mainly due to the fact that during the course of the outbreak, people who tested positive were quarantined and some asymptomatic infected people did not know whether they were carrying the virus or not, resulting in a shortage of active cases. Thus, we have introduced a novel parameter p that signifies the individuals who have undergone the test and tested positive, as well as those who were infected and quarantined.</p>
   <p>In this article, the main contributions are as follows:</p>
   <p>1) The improved fractional-order SITPR model is adopted, which is concise and accurate.</p>
   <p>2) Analyzing the feasibility of the model, bounded solutions, computing the equilibrium points of the model, and examining the stability of these equilibrium points.</p>
   <p>3) The GMMP method is used to obtain the numerical solution of the fractional-order COVID-19 system.</p>
   <p>The structure of this article is as follows: Section 2 introduces fractional derivatives and the fractional-order COVID-19 system. In Section 3, some properties of the fractional-order COVID-19 system are presented, including the feasible domain, bounded solutions, and equilibrium points of the system. Section 4 introduced the GMMP numerical method and analyzed the dynamic epidemiology of the COVID-19 model. Section 5 provides a summary of the work presented in this article.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>2. Basic Knowledge and the SIR Model</title>
   <sec id="s2_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>2.1. Factional Derivatives</title>
    <p>The utilization of fractional order calculus finds extensive application in various disciplines and, thus, significantly influences the swift progress of scientific investigations. The three most common definitions of fractional order derivatives are: Grünwald-Letnikov (G-L), Caputo, and Riemann-Liouville (R-L) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-11">
      [11]
     </xref>.</p>
    <p>Definition 1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-12">
      [12]
     </xref> Define the α-order Riemann-Liouville derivative of the function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <none /> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(1)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <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>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Γ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> is a gamma function.</p>
    <p>While the R-L definition has a very high status in theoretical analysis, the Caputo derivative with initial value conditions is more applicable in practical applications.</p>
    <p>Definition 2. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-12">
      [12]
     </xref> Define the α-order Caputo derivative of the function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <none /> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(2)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <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>.</p>
    <p>Definition 3. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-12">
      [12]
     </xref> Define the α-order Grünwald-Letnikov derivative of the function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mrow></mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             lim 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mo>
                → 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mi>
                ϱ 
              </mi> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </munder> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munderover> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mi>
             ϱ 
           </mi> 
          </munderover> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable columnalign="left"> 
            <mtr columnalign="left"> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </mtd> 
            </mtr> 
            <mtr columnalign="left"> 
             <mtd columnalign="left"> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mtd> 
            </mtr> 
           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munderover> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </munderover> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϱ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  v 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                ϱ 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <msup> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϱ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(3)</p>
    <p>the function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> possesses continuous derivatives up to order n within the interval 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The R-L derivative is equivalent to the G-L derivative based on the definition of the fractional order derivative. However, it is important to note that the Caputo derivative differs from the R-L derivative and can be represented in the following manner:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(4)</p>
    <p>here, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <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>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> represent the initial conditions, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>In this article, our preference lies in employing the Caputo operator and examining and discussing the scenario for the case of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The aforementioned Equation (4) can be written as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(5)</p>
    <p>Here, we consider the case where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>2.2. The New SITPR Fractional Order COVID-19 System</title>
    <p>Multiple simulations using the SIR model were conducted to study the spread of COVID-19 in various countries. These simulations found that the predicted number of confirmed cases can be further improved for the most part <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-10">
      [10]
     </xref>. This is mainly due to the fact that during the course of the outbreak, people who tested positive were quarantined and some asymptomatic infected people did not know whether they were carrying the virus or not, resulting in a shortage of active cases. Thus, we have introduced a novel parameter p that signifies the individuals who have undergone the test and tested positive, as well as those who were infected and quarantined, and thus an improved SIR model is extracted in this paper <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-13">
      [13]
     </xref>. The expressed by the differential equation as</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msup> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msup> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
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             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <msup> 
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             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mn>
              1 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
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           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <msup> 
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               R 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
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           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(6)</p>
    <p>where</p>
    <p>
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         N 
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       <mrow> 
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          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
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        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>In the system (6), 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> represents infected individuals who test positive and are thus quarantined, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> represents the number of individuals who have been removed (recovered + dead) from the group I, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> represents the number of individuals removed (recovered + dead) from TP. In recent times, the use of fractional differential equations has become increasingly widespread. Many researchers have discovered that models incorporating fractional derivatives can produce more accurate measurement data than traditional classical models, demonstrating a higher level of consistency <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-14">
      [14]
     </xref>. Therefore, a fractional order COVID-19 system of the same order is described as follows. The meaning of the parameters is shown in <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </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.136666-"></xref>Table 1. Explanation of model parameters and variables.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">Variable</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="85.95%"><p style="text-align:center">Explanation</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">S</p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">The number of susceptible individuals</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">I</p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">The number of un-isolated infected</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">TP</p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Infected individuals who test positive and are thus quarantined</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center"> 
         <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">The number of individuals who have been removed (recovered + dead) from the group I</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center"> 
         <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Number of individuals removed (recovered + dead) from TP</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">p</p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Quarantine rate or proportion of infected individuals tested</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center"> 
         <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            γ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Recovery rate</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center"> 
         <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            β 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Infection rate</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">A</p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Recruitment rate of the susceptible population</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">d</p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Mortality of infected individuals</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center"> 
         <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
            δ 
          </mi> 
         </math></p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Natural death rate</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.05%"><p style="text-align:center">N</p></td> 
       <td class="aleft" width="85.95%"><p style="text-align:left">Total population</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(7)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>To keep the system concise, we define 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Consequently, we obtain</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(8)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>It can be observed that the Equations (7) and (8) exhibit dissimilar units on the left and right sides. More precisely, their respective units are expressed as (days)<sup>−</sup><sup>α</sup> and (days)<sup>−</sup><sup>1</sup>. By dividing the left-hand side of the equations in systems (7) and (8) by 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, the dimensions become (days)<sup>α</sup><sup>−</sup><sup>1</sup>, thereby enabling the attainment of identical units on both sides of the system equations, namely (days)<sup>−</sup><sup>1</sup>. Generally, in a fractional order system, it becomes feasible to acquire 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The purpose of this paper is to utilize the MH-NMSS-PSO approach in order to identify an 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> appropriate collection of fractional orders as well as parameters. Subsequent subsections will establish the essential prerequisites for ensuring the boundedness of the system and determining the feasible domain.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. The Properties of the Model</title>
   <sec id="s3_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>3.1. Feasible and Bounded Solutions</title>
    <p>Denote 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ϑ 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            ℝ 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
         <mi>
           ϑ 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϑ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>To establish the primary outcome, it is necessary to demonstrate that the positivity and invariance of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are imperative, which is very helpful for us to prove the boundedness of the solution.</p>
    <p>Theorem 3.1. System (8) has a unique solution, which remains within the set of positive real numbers ( 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>).</p>
    <p>Proof. The uniqueness of the existence of a solution for system (8) is obtained from theorem 3.1 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-15">
      [15]
     </xref>. Subsequently, we will demonstrate that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> maintains positivity throughout, since</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext> 
             </mtext> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext> 
             </mtext> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext> 
             </mtext> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext> 
             </mtext> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(9)</p>
    <p>By using the equation above (9) and theorem 1 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-16">
      [16]
     </xref>, we get that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is positively invariant.</p>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>Next, we will obtain the principal outcome of this specific subsection concerning the feasibility range and boundedness of the solution.Theorem 3.2. The solution for the system (8) that is both feasible and bounded is as follows:
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi mathvariant="script">
          
   D
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   :
  
         </mo>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    {
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mrow> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     ∈
    
           </mo>
    
           <msubsup> 
     
            <mi>
              ℝ 
            </mi> 
     
            <mo>
              + 
            </mo> 
     
            <mn>
              4 
            </mn> 
    
           </msubsup> 
    
           <mo>
            
     :
    
           </mo>
    
           <mn>
            
     0
    
           </mn>
    
           <mo>
            
     &lt;
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     N
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     =
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     S
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     +
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     I
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     +
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     T
    
           </mi>
    
           <mi>
            
     P
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     +
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     R
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     ≤
    
           </mo>
    
           <mfrac> 
     
            <mi>
              A 
            </mi> 
     
            <mi>
              δ 
            </mi> 
    
           </mfrac> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    }
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <mo>
          
   .
  
         </mo>
 
        </mrow>

       </math>(10)Proof. For the derivation of the conclusion, we use the linear property of the Caputo derivative and then add up the four equations of the system (8) to get
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
  
         <mtr> 
   
          <mtd> 
    
           <mmultiscripts> 
     
            <mi>
              D 
            </mi> 
     
            <mprescripts /> 
     
            <none /> 
     
            <mi>
              C 
            </mi> 
    
           </mmultiscripts> 
    
           <msubsup> 
     
            <mrow></mrow> 
     
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msubsup> 
    
           <mi>
            
     S
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     +
    
           </mo>
    
           <mmultiscripts> 
     
            <mi>
              D 
            </mi> 
     
            <mprescripts /> 
     
            <none /> 
     
            <mi>
              C 
            </mi> 
    
           </mmultiscripts> 
    
           <msubsup> 
     
            <mrow></mrow> 
     
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msubsup> 
    
           <mi>
            
     I
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     +
    
           </mo>
    
           <mmultiscripts> 
     
            <mi>
              D 
            </mi> 
     
            <mprescripts /> 
     
            <none /> 
     
            <mi>
              C 
            </mi> 
    
           </mmultiscripts> 
    
           <msubsup> 
     
            <mrow></mrow> 
     
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msubsup> 
    
           <mi>
            
     T
    
           </mi>
    
           <mi>
            
     P
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     +
    
           </mo>
    
           <mmultiscripts> 
     
            <mi>
              D 
            </mi> 
     
            <mprescripts /> 
     
            <none /> 
     
            <mi>
              C 
            </mi> 
    
           </mmultiscripts> 
    
           <msubsup> 
     
            <mrow></mrow> 
     
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msubsup> 
    
           <mi>
            
     R
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     =
    
           </mo>
    
           <mmultiscripts> 
     
            <mi>
              D 
            </mi> 
     
            <mprescripts /> 
     
            <none /> 
     
            <mi>
              C 
            </mi> 
    
           </mmultiscripts> 
    
           <msubsup> 
     
            <mrow></mrow> 
     
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msubsup> 
    
           <mi>
            
     N
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow> 
   
          </mtd> 
  
         </mtr> 
  
         <mtr> 
   
          <mtd> 
    
           <mo>
            
     =
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     A
    
           </mi>
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     δ
    
           </mi>
    
           <mi>
            
     N
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     d
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     ≤
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     A
    
           </mi>
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     δ
    
           </mi>
    
           <mi>
            
     N
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     .
    
           </mo> 
   
          </mtd> 
  
         </mtr> 
 
        </mtable> 

       </math>(11)Hence
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msup> 
   
          <mtext>
     
   
          </mtext> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msup> 
  
         <msubsup> 
   
          <mi>
           
    D
   
          </mi> 
   
          <mrow> 
    
           <mn>
            
     0
    
           </mn>
    
           <mo>
            
     ,
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     t
    
           </mi>
   
          </mrow> 
   
          <mi>
           
    α
   
          </mi> 
  
         </msubsup> 
  
         <mi>
          
   N
  
         </mi>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mi>
           
    t
   
          </mi> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <mo>
          
   ≤
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   A
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   −
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   δ
  
         </mi>
  
         <mi>
          
   N
  
         </mi>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mi>
           
    t
   
          </mi> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <mo>
          
   .
  
         </mo>
 
        </mrow>

       </math>(12)Using the lemma 3 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-17">
        [17]
       </xref>, we get
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   N
  
         </mi>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mi>
           
    t
   
          </mi> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <mo>
          
   ≤
  
         </mo>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <mi>
            
     N
    
           </mi>
    
           <mrow>
     
            <mo>
              ( 
            </mo> 
     
            <mn>
              0 
            </mn> 
     
            <mo>
              ) 
            </mo>
    
           </mrow>
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mfrac> 
     
            <mi>
              A 
            </mi> 
     
            <mi>
              δ 
            </mi> 
    
           </mfrac> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    E
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    α
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     δ
    
           </mi>
    
           <msup> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msup> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <mo>
          
   +
  
         </mo>
  
         <mfrac> 
   
          <mi>
           
    A
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    δ
   
          </mi> 
  
         </mfrac> 
  
         <mo>
          
   ,
  
         </mo>
 
        </mrow>

       </math>(13)where 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   α
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   ∈
  
         </mo>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <mn>
            
     0
    
           </mn>
    
           <mo>
            
     ,
    
           </mo>
    
           <mn>
            
     1
    
           </mn>
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
 
        </mrow>

       </math> and 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    E
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    α
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     δ
    
           </mi>
    
           <msup> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msup> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
 
        </mrow>

       </math> is the Mittag-Leffler function. Since, 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    E
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    α
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     δ
    
           </mi>
    
           <msup> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msup> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <mo>
          
   ≥
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math> and 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mrow> 
    
           <mi>
            
     lim
    
           </mi>
   
          </mrow> 
   
          <mrow> 
    
           <mi>
            
     t
    
           </mi>
    
           <mo>
            
     →
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     ∞
    
           </mi>
   
          </mrow> 
  
         </msub> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    E
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    α
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <mo>
            
     −
    
           </mo>
    
           <mi>
            
     δ
    
           </mi>
    
           <msup> 
     
            <mi>
              t 
            </mi> 
     
            <mi>
              α 
            </mi> 
    
           </msup> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, then the following can be obtained from the above equation:</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
         <mi>
           sup 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(14)</p>
    <p>Based on the derivation and proof presented above, we can conclude that a feasible domain and bounded solutions of the system can be determined by the set 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        D 
      </mi> 
     </math>. <img height="20px" src="https://html.scirp.org/file/1732910-rId108.jpeg?20241018120911" /></p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Equilibrium Points and Their Stability Analysis</title>
    <p>Given that the initial three equations in the system (8) do not rely on the last variable R, we can assess the system’s equilibrium and stability using the subsequent methodology.</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>Now, to find the stable point of the system (15), let</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <none /> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0. 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(16)</p>
    <p>Next, the system’s equilibrium points can be represented as 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, where</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(17)</p>
    <p>Jacobian matrix is given by</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(18)</p>
    <p>Theorem 3.3. If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the disease-free equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> of the system is locally asymptotically stable; otherwise, if 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> it is unstable.</p>
    <p>Proof. The Jacobian matrix is obtained by following these steps at 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 d 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(19)</p>
    <p>By solving the characteristic equation of the Jacobian matrix 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the eigenvalues of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be determined. This leads to the equation.</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(20)</p>
    <p>Therefore, the eigenvalues of the Jacobian matrix 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(21)</p>
    <p>Based on the analysis presented above, we can observe that if 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>all the eigenvalues will have negative real parts. Consequently, the disease-free equilibrium point 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> will be locally asymptotically stable. However, if</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the disease-free equilibrium point 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> will be unstable. In this context, the ratio 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> is referred to as the basic reproduction number,</p>
    <p>represented by 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. From a biological perspective, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can be interpreted as follows: if 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is less than one, the infection will eventually disappear; whereas if it is greater than one, the infection will persist. Therefore, we can now proceed to discuss the asymptotic stability of the endemic equilibrium in the given system. <img height="20px" src="https://html.scirp.org/file/1732910-rId108.jpeg?20241018120911" /></p>
    <p>Now, let 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. The obtained Jacobian matrix is denoted as 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   d 
                 </mi> 
                 <mi>
                   M 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     M 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   d 
                 </mi> 
                 <mi>
                   M 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     M 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   d 
                 </mi> 
                 <mi>
                   M 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     M 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   d 
                 </mi> 
                 <mi>
                   M 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     M 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   δ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(22)</p>
    <p>Let 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. Then, the characteristic equation for the Jacobian matrix 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is to be simplified,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(23)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(24)</p>
    <p>Regarding the polynomial 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, we can have the following definition:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         18 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         27 
       </mn> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>Using Proposition 1 given in the article <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-18">
      [18]
     </xref>, if we observe that the stable point 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is asymptotically steady, then 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Numerical Solutions for Fractional-Order Differential Equations</title>
   <sec id="s4_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>4.1. Further Precision of the COVID-19 Model</title>
    <p>By combining the equations for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> outlined in system (8), the equation for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, representing the total number of confirmed cases at time t, can be derived. Now classifying everyone as susceptible, and therefore with a negligible recruitment rate A for the susceptible population, the exact system is as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msub> 
           <mmultiscripts> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mprescripts /> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
           </mmultiscripts> 
           <msubsup> 
            <mrow></mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(26)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>4.2. Description of the GMMP Method</title>
    <p>A number of numerical methods are currently used to find fractional order systems, including the prediction correction method, the Millin transformation method, etc. In this research paper, we employ the GMMP method to compute the numerical solution of the system (26). The system (26) can be expressed as: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ⊙ 
       </mo> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, here we can observe that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
          T 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. Assuming the adoption of a uniform grid over the interval 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, as follows: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Also assume that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is sequential in each limited interval 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>First, we rely on the classical finite-difference notation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-19">
      [19]
     </xref> to proceed with our analysis and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(27)</p>
    <p>In the Equation (27), 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> represents the most commonly used binomial coefficients.</p>
    <p>Both R-L and G-L fractional order derivatives can be expressed in the following format according to Equation (27).</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo> 
       </mo> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(28)</p>
    <p>The error term 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> in Equation (5) can also be represented using a uniform grid, leading to the following expression for the Caputo fractional order derivative <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-20">
      [20]
     </xref></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mtext> 
        </mtext> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <munderover> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </munderover> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(29)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the initial condition, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mo stretchy="false">
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo stretchy="false">
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. The function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ω 
      </mi> 
     </math> is given by 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          ℕ 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ∪ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. And 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> tends to zero when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-21">
      [21]
     </xref>.</p>
    <p>
     <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref> below shows the fundamental procedure of GMMP (Gorenflo-Mainardi-Moretti-Paradisi Programme).</p>
    <table-wrap id="table2">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table2">
       Table 2
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>Table 2. The fundamental procedure of GMMP.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.78%"><p style="text-align:center">Step</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="89.22%"><p style="text-align:center">Specifics</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.78%"><p style="text-align:center">Step 1</p></td> 
       <td class="custom-top-td aleft" width="89.22%"><p style="text-align:left">The initial stage of this process involves obtaining the difference grid fromthe solution region, following which a finite number of grids are utilized to represent the infinite solution domain of the differential equation.</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="10.78%"><p style="text-align:center">Step 2</p></td> 
       <td class="aleft" width="89.22%"><p style="text-align:left">The calculation is employed to compute the difference quotient,we know that the differential terms in a differential equation can beexpressed by finite differences.</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="10.78%"><p style="text-align:center">Step 3</p></td> 
       <td class="aleft" width="89.22%"><p style="text-align:left">The finite number of unknown variables can be found in the differenceequation for the discrete case.</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>In a general sense, the fractional order nonlinear equation can be expressed in terms of the Caputo operator as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ⊙ 
         </mo> 
         <mmultiscripts> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mprescripts /> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </mmultiscripts> 
         <msubsup> 
          <mrow></mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(30)</p>
    <p>Finally, combining (29) and (30), The equation can be obtained through deduction as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         ⊘ 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ⊙ 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(31)</p>
    <p>The reasoning presented above leads to the ultimate formulation (31) of the fractional order nonlinear equation, which takes the form of an implicit difference scheme. One can interpret (31) as an equation concerning the unfamiliar variable 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, which appears on both ends of the equation. Hence, Equation (31) can be utilized to numerically solve any initial value problem associated with a Caputo fractional order differential equation. To effectively tackle such problems, it is necessary to introduce the relevant equations and employ Matlab software (R2020a) for their resolution. Since the Equation (31) possesses an unfamiliar variable 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> on both ends, the Newton’s algorithm is selected to obtain the value of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> through Equation (31).</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Discussion</title>
   <p>The purpose of the numerical simulation is to examine the influence of order and parameter change on the dynamic action of the system. We set the initial values and parameters within an appropriate range as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        20000 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        19400 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        500 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        100 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.8465 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.15 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.0002 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.06 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.388. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. The dynamic changes of the system when the order α = 0.7.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1732910-rId267.jpeg?20241018120913" />
   </fig>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. The dynamic changes of the system when the order α = 0.75.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1732910-rId268.jpeg?20241018120914" />
   </fig>
   <fig id="fig4" position="float">
    <label>Figure 4</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. The dynamic changes of the system when the order α = 0.8.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1732910-rId269.jpeg?20241018120913" />
   </fig>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>Figure 4. The impact of changing the order on (S).</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1732910-rId270.jpeg?20241018120914" />
   </fig>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>Figure 5. The impact of changing the order on (I).</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1732910-rId271.jpeg?20241018120914" />
   </fig>
   <fig id="fig7" position="float">
    <label>Figure 7</label>
    <caption>
     <title>Figure 6. The impact of changing the order on (C).</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1732910-rId272.jpeg?20241018120914" />
   </fig>
   <fig id="fig8" position="float">
    <label>Figure 8</label>
    <caption>
     <title>Figure 7. The impact of changing the order on (R).</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1732910-rId273.jpeg?20241018120914" />
   </fig>
   <p>Using Matlab software to generate the plots, we set the order α to 0.70, 0.75, and 0.80, with the results shown in <xref ref-type="fig" rid="figFigures 1-3">
     Figures 1-3
    </xref>. It can be observed that each compartment in the model tends to stabilize over time, indicating that under reasonable control, the virus may eventually be eradicated. A smaller value of α leads to a faster trend of change. Finally, we also discussed the specific impacts of different values of α on each compartment. The results consistently stabilize, as shown in <xref ref-type="fig" rid="figFigures 4-7">
     Figures 4-7
    </xref>, demonstrating that our model and numerical method are highly feasible, which is also significant for studying the spread of other viruses.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Conclusion</title>
   <p>In this paper, we study the same order of fractional order COVID-19 mathematical model. Furthermore, an investigation into the SIR model is conducted, which incorporates a novel parameter p into the fundamental SIR model. Our research encompasses an analysis of the positive invariance of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, the derivation of the system’s solution’s boundedness and uniqueness, and an examination of the system’s basic reproductive number, denoted as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Additionally, we investigate the equilibrium point and stability of the system. This paper uses the GMMP method to obtain numerical solutions for the system and generates results using Matlab software. However, the paper does not discuss the impact of changes in each parameter on each compartment, which would be a valuable research topic. In the future, more complex models such as SEIR or SEAIRQ can be used to study the spread of the epidemic more comprehensively, taking into account factors like isolation and recovery. Additionally, combining methods such as Particle Swarm Optimization (PSO) for parameter optimization can enhance the accuracy and predictive capability of the model. This combination will contribute to a deeper understanding of epidemic dynamics and the development of more effective response strategies.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136666-"></xref>Acknowledgements</title>
   <p>This work was supported by College Student Innovation and Entrepreneurship Training Program of Sichuan University of Science and Engineering (grant numbers Y2023335), the Fund of the Center for Mathematics and Finance Research (Grant No. SCMF202301).</p>
  </sec>
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