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    ijmnta
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    <journal-title>
     International Journal of Modern Nonlinear Theory and Application
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    2167-9479
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    2167-9487
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     Scientific Research Publishing
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    10.4236/ijmnta.2025.142002
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    ijmnta-143203
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      Articles
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      Engineering, Physics 
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       Mathematics
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   <title-group>
    Bifurcation Analysis of a Hyphantria cunea-Chouioia cunea Yang Model with Nonlocal Competition for Biological Control
   </title-group>
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       Xiaoxue
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       Xia
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      <sup>1</sup>
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       Yujuan
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       Gao
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      <sup>2</sup>
     </xref>
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       Yuting
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       Ding
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      <sup>1</sup>
     </xref>
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     aDepartment of Mathematics, Northeast Forestry University, Harbin, China
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     aDepartment of Economics and Management, Northeast Forestry University, Harbin, China
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     2025
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    14
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      2025
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      April
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      2025
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    <date date-type="accepted">
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      8,
     </day>
     <month>
      June
     </month>
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      2025
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     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
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     2014
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     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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   <abstract>
    Hyphantria cunea (H. cunea for short) causes serious forest pests and diseases, whereas its parasitic natural enemy, Chouioia cunea Yang (C. cunea for short) can effectively control the amount of H. cunea. Considering the eclosion time of pupae, nonlocal competition and biological control, we establish a biological control model with time delay and nonlocal competition. In this paper, we analyze the conditions for the existence of the Hopf bifurcation and the Turing bifurcation, then derive the normal form of Hopf bifurcation by using multiple time scales method. Finally, a group of real data is used for simulations. Comparing the models with and without nonlocal competition, we conclude that nonlocal competition can induce stable spatially inhomogeneous periodic solutions through Hopf bifurcation, while the model without nonlocal competition can induce spatially homogeneous periodic solutions through Hopf bifurcation. Comparing the models with and without biological control, we find that releasing limited amounts of C. cunea can quickly and effectively control the growth of H. cunea population. We also give the corresponding biological explanations and suggestions.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     H. cunea-C. Cunea Model
    </kwd> 
    <kwd>
      Nonlocal Competition
    </kwd> 
    <kwd>
      Hopf Bifurcation
    </kwd> 
    <kwd>
      Turing Bifurcation
    </kwd> 
    <kwd>
      Time Delay
    </kwd> 
    <kwd>
      Biological Control
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Hyphanthia cunea (also called Fall webworm, H. cunea for short) is a kind of quarantine pest that poses a danger to forestry and agriculture. H. cunea originated in North America, and it was accidentally introduced to central Europe and eastern Asia in the early 1940s <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-1">
     [1]
    </xref>. Now it has spread to more than 30 countries, including South Africa, Argentina, China, Belarus, etc., and has been classified as an invasive and quarantine insect by organizations such as APPPC, COSA VE and EAEU EPPO (from Global Data Base: <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-https://gd.eppo.int/taxon/HYPHCU/distribution">
     https://gd.eppo.int/taxon/HYPHCU/distribution
    </xref>). H. cunea has more than 600 recorded host plant species, which are widely distributed in several countries such as the United States, Japan, Korea, and China <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-2">
     [2]
    </xref>. Due to its wide distribution across various host plants, H. cunea causes substantial economic losses globally. With the onset of global warming, H. cunea is increasingly spreading toward higher latitudes and elevations. Since it was first discovered in 1979 in Dandong City, Liaoning Province, China <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-3">
     [3]
    </xref>, the pest has spread to the Yangtze River basin, involving more than 10 provinces (cities and autonomous regions).</p>
   <p>Both larvae and adults of the H. cunea will gnaw on leaves and even trunks. The species is highly reproductive, spreads rapidly, and causes significant damage to forests <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-4">
     [4]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-5">
     [5]
    </xref>. H. cunea can threaten the survival of local species, diminish biodiversity and endanger ecological security. <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> shows the condition of trees infected by the H. cunea. The leaves of the trees become transparent after being eaten by H. cunea (as in <xref ref-type="fig" rid="fig1(a)">
     Figure 1(a)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1(b)">
     Figure 1(b)
    </xref>), and the trunks of the trees turn yellow and wilt after being eaten (as in <xref ref-type="fig" rid="fig1(c)">
     Figure 1(c)
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig1(d)">
     Figure 1(d)
    </xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig1(c)">
     Figure 1(c)
    </xref> is a partially enlarged image of <xref ref-type="fig" rid="fig1(d)">
     Figure 1(d)
    </xref>) (The four images in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> are from: <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-https://baike.baidu.com">
     https://baike.baidu.com
    </xref>).</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Leaves and trunks infected with the H. cunea.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId18.jpeg?20250611032928" />
   </fig>
   <p>The infestation of H. cunea mainly has the following control methods:</p>
   <p>(1) Physical control method: This method primarily involves manual interventions such as cutting net screens, capturing adults, and digging pupae manually.</p>
   <p>(2) Chemical pharmaceutical control method: This method mainly involves spraying susceptible trees with pesticides.</p>
   <p>(3) Biological control method: This method involves releasing natural enemies of H. cunea, with the most effective and widely used being C. cunea.</p>
   <p>The first two methods are effective, however, they either require a lot of manpower and material resources or can potentially damage the ecosystem. Biological control is the most environmentally friendly and economical method. In order to explore the biological control method of the H. cunea, Yang et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-3">
     [3]
    </xref> investigated the parasitic natural enemies of the H. cunea continuously from 1984 to 1986, and finally found a new natural enemy in the pupae of the H. cunea in Shanxi province. C. cunea is a dominant parasitic wasp with high parasitism and high fecundity. It is sensitive to lepidopteran pests such as H. cunea. C. cunea can insert its ovipositor into the pupae of insect pests, where it develops and grows, consuming all the nutrients and eventually causing the demise of H. cunea. H. cunea progresses through four life stages: egg, larva, pupa, and adult. The female wasps can lay eggs on the same day after eclosion under suitable temperature conditions. Female and male wasps mate within the host pupae and then emerge to seek a new host pupa for egg-laying. The release rate of C. cunea is determined by the density of H. cunea <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-6">
     [6]
    </xref>. <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref> shows the reproductive mechanism of the coexistence of the H. cunea and the C. cunea in nature, with the red arrow indicating the artificial release of C. cunea. The left circle of <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref> shows the reproduction mechanism of the H. cunea, and the right circle shows the reproduction mechanism of the C. cunea. The intersection of the two circles is the H. cunea pupa.</p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. Reproductive mechanism of H. cunea and C. cunea.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId19.jpeg?20250611032928" />
   </fig>
   <p>In recent years, some scholars have used ecological niche models (ENMs) to combine H. cunea occurrence records with environmental data. By creating relevant models to predict their ecological demand and potential geographic distribution. These experiments show that incorporating global data can substantially increase the forecasting precision of ENMs. This will provide valuable insights for the control of wedge nematode disease in China <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-7">
     [7]
    </xref>. Several studies have investigated how temperature and season affect the behaviour of H. cunea populations and have created population dynamics models for its different life stages <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-8">
     [8]
    </xref>. In addition, single population models with time delay were created <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-2">
     [2]
    </xref>. Therefore, it is valuable to describe the dynamics of H. cunea and C. cunea by applying mathematical models.</p>
   <p>In some sense, the richer dynamic properties of the model may be induced by time delay. Martin and Ruan <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-9">
     [9]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-10">
     [10]
    </xref> proposed three types of time delay, these terms manifest within the prey-specific growth period, the predator response component of the predator equation, and the interaction component of the predator equation. Jiang et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-11">
     [11]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-12">
     [12]
    </xref> developed a predator-prey model incorporating time delay and explored a variety of dynamic properties associated with it. Time delay is crucial for the emergence of oscillatory and periodic behaviours. Considering that C. cunea can inhibit the growth rate of H. cunea, but this inhibition is not instantaneous. Therefore, the inclusion of time delay produces richer dynamic properties. The research on current time delay models has been a hot topic in mathematics, physics, biology and other fields. Furthermore, the introduction of nonlocal competition and its impact on model stability has been a subject of intense discussion in the literature over the past few decades. The works of Britton et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-13">
     [13]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-14">
     [14]
    </xref> have made significant contributions to the advancement of nonlocal competition. In their respective papers, they considered nonlocal competition and incorporated spatial convolution integrals into single species models. Britton et al. suggested that resource utilization in a given area is influenced by two factors: the density of the local population and the weighted average populations in surrounding areas. Song et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-15">
     [15]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-18">
     [18]
    </xref> incorporated nonlocal competition into a predator-prey model with time delay and discovered that the interplay between nonlocal competition and time delay causes instability in the equilibrium.</p>
   <p>The structure of the paper is as follows: Section 2 describes the process of establishing the mathematical model. Section 3 investigates the existence and stability of the positive equilibria and the existence of Hopf and Turing bifurcations near the equilibria. In Section 4, we utilize the multiple time scales method to derive the normal form of Hopf bifurcation for the model incorporating nonlocal competition. Section 5 presents numerical simulations that demonstrate our main results. Section 6 provides the conclusion.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Mathematical Modeling</title>
   <p>In this section, we show the mathematical modeling process and explain it. Firstly, as noted in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-19">
     [19]
    </xref>, the Lotka-Volterra and Nicholson-Bailey models were two primary frameworks traditionally employed to study predator-prey and parasitic-host interrelations. The Lotka-Volterra model results in neutrally stable cycles, while the Nicholson-Bailey system leads to diverging cycles and eventual extinction. Specifically, the Lotka-Volterra model can be expressed as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
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              d 
            </mtext> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1)</p>
   <p>here, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       v 
     </mi> 
    </math> represent the prey and predator populations, respectively. The parameters 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       r 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> denote the highest per capita growth rate and environmental capacity of prey, respectively. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> represents the capture rate of prey. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> represents the efficiency of converting ingested prey into new predators. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> represents the per capita mortality rate or the per capita nutritional needs for sustaining and replacing predators. Taking into account both biological and physical control, we establish the H. cunea-C. cunea model as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       r 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> have the same meanings as in model (1). 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       v 
     </mi> 
    </math> represent the population density of H. cunea and C. cunea, respectively. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math> represents the probability of the H. cunea pupa being parasitized by the C. cunea. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       β 
     </mi> 
    </math> represents the proportionality coefficient. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> represents the mortality rate of H. cunea caused by physical control methods. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math> represents the natural mortality rate of C. cunea. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math> represents the probability of successful eclosion of the parasitized pupae. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       c 
     </mi> 
    </math> represents the release rate of C. cunea. This paper intends to study the method of reducing the density of H. cunea in more environmentally friendly ways. Therefore, the model (2) does not include the death rate of H. cunea due to pesticides. Reducing the population of H. cunea can be achieved by regularly releasing a quantified amount of C. cunea.</p>
   <p>We also take into account the time delay, as the eclosion of H. cunea pupae is not instantaneous, regardless of parasitization. Since the consumption of environmental resources is affected by the flow of H. cunea, thus, the competition is not local. A plethora of researchers incorporated nonlocal competition by substituting the original 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             , 
           </mn> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             , 
           </mn> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>, which reflects intraspecific competition within prey populations. Note that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       l 
     </mi> 
    </math> is a positive parameter that measures the length of the habitat, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Ω 
     </mi> 
    </math> represents the habitat volume of H. cunea. We assume that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        \ 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and we study the model (3) with Neumann boundary condition to facilitate the study of nonlocal competition. To sum up, we develop a H. cunea-C. cunea model with both nonlocal competition and time delay as follows:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                G 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
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             </mo> 
            </mrow> 
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              d 
            </mtext> 
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              y 
            </mi> 
           </mrow> 
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           </mo> 
          </mrow> 
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            u 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
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              v 
            </mi> 
            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
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              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
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             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            v 
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          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
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          <mi>
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           </mo> 
           <mrow> 
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              x 
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              , 
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           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               → 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               → 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (3)</p>
   <p>where 
    <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>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> represent the diffusion coefficients of H. cunea and C. cunea, respectively. The other parameters 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       r 
     </mi> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       β 
     </mi> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       c 
     </mi> 
    </math> represent the same meanings as the parameters in model (2), and all of them are non-negative.</p>
   <p>Next, we will analyze the dynamic properties of model (3).</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Existence and Stability of Equilibria and Existence of Bifurcations</title>
   <p>In this section, we will consider the existence and stability of the equilibria for model (3), as well as the existence of Hopf and Turing bifurcations near the equilibria.</p>
   <p>We know that model (3) has a trivial 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> 
        <mn>
          0,0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and we make the following hypothesis:</p>
   <p>(H<sub>1</sub>) 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>if (H<sub>1</sub>) holds, then the model (3) has a positive equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
       </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> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mi>
               β 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, it is obvious that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Remark 1. The death rates from physical insect control methods are generally low, such as traps, barriers, electric shocks, etc., which are often non-lethal. The objective of physical control typically aims to diminish insect populations rather than inducing immediate widespread death. </p>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. Existence of Hopf Bifurcation</title>
    <p>Next, we analyze the stability of the equilibria for the model (3), and model (3) can be shown as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 , 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
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          ) 
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         + 
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                 x 
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                 − 
               </mo> 
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                 − 
               </mo> 
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         , 
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    <p>where</p>
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           , 
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         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. For trivial equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, the characteristic equation corresponding to model (3) at 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> has two roots: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, the trivial equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle point.</p>
    <p>The characteristic equation corresponding to model (3) at 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (5)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. When 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>When 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, characteristic Eq. (5) becomes</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0, 
        <mi> 
        </mi> 
       </mn> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0,1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mn>
         . 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Next, we make the following hypothesis:</p>
    <p>(H<sub>2</sub>) 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn> 
        <mi> 
        </mi> 
        <mi> 
        </mi> 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>clearly, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </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>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. This is because both 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are monotonically increasing for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. To sum up, if (H<sub>2</sub>) holds, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> hold for any 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Based on the above analysis, we give the following theorem:</p>
    <p>Theorem 1. If hypothesis (H<sub>1</sub>) holds, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a positive equilibrium, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle point. If hypotheses (H<sub>1</sub>) and (H<sub>2</sub>) hold, the positive equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of model (3) for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is locally asymptotically stable for any integer 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Next, we explore the existence of Hopf bifurcation near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
       <mtext>
         i 
       </mtext> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are the characteristic roots of Eq. (5). Separating the real part and imaginary part, we obtain</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             , 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             , 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (6)</p>
    <p>that is,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0, 
        <mi> 
        </mi> 
       </mn> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0,1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (7)</p>
    <p>letting 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, then we get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn> 
        <mi> 
        </mi> 
       </mn> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (8)</p>
    <p>By Eq. (6), we can get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             sin 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msup> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <msup> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>then for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0,1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0,1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, we get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               arccos 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               arccos 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             &lt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (9)</p>
    <p>it is clear that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> monotonically increases with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        j 
      </mi> 
     </math>. By calculation, the transversality condition</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             Re 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>according to Eq. (8), it is clearly that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for any 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Thus</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             Re 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> holds, then we denote</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         min 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mn> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (10)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is given in Eq. (9).</p>
    <p>Denote that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are sets of integers, which may be finite or infinite,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn> 
          <mi> 
          </mi> 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn> 
          <mi> 
          </mi> 
         </mn> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn> 
          <mi> 
          </mi> 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Combining the analysis above, we derive the following theorem.</p>
    <p>Theorem 2. Assuming that hypotheses (H<sub>1</sub>) and (H<sub>2</sub>) are satisfied, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is given in Eq. (9). Thus, we have following conclusions:</p>
    <p>(1) If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, then equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </mn> 
         </msup> 
         <mn>
           , 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is locally asymptotically stable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>(2) If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, Eq. (8) has a unique positive root 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </msub> 
         <mn>
           ,1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for some 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, then the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of model (3) is locally asymptotically stable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and becomes unstable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         min 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mn> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Additionally, model (3) undergoes 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-mode Hopf bifurcation near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0,1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>(3) If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, Eq. (8) has two positive roots 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mn>
           , 
         </mn> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for some 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, then the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of the model (3) is locally asymptotically stable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and there may be a switch of stability for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in the model (3), where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         min 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Additionally, model (3) undergoes 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-mode Hopf bifurcation near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0,1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>(4) If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, Eq. (8) has positive roots 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </msub> 
         <mn>
           ,1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </msub> 
         <mn>
           , 
         </mn> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1,2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for some 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. Then the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of the model (3) is locally asymptotically stable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and there may be a switch of stability for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in the model (3), where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         min 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           or 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Additionally, model (3) undergoes 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-mode Hopf bifurcation near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, or 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0,1,2,3, 
       </mn> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Existence of Turing Bifurcation</title>
    <p>In this subsection, we analyze the conditions for the existence of Turing bifurcation. Suppose 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is the root of characteristic Eq. (5), then we get expression:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0, 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (11)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> due to 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msup> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
       <msup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> are positive.</p>
    <p>Letting 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, by simple calculation from Eq. (11), we get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mn>
         . 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>According to its biological significance that 
     <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> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, which means 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, then we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msqrt> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msqrt> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msqrt> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msqrt> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Then we making the following hypothesis:</p>
    <p>(H<sub>3</sub>) 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>We denote that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mi>
           min 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  b 
                </mi> 
                <mn>
                  4 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 m 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 J 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  d 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   m 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    b 
                  </mi> 
                  <mn>
                    4 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and we</p>
    <p>have the following theorem.</p>
    <p>Theorem 3. If (H<sub>3</sub>) is true and a positive integer 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can be found, then the model (3) undergoes the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-mode Turing bifurcation. If 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, then model (3) does not undergo Turing bifurcation.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Stability and Direction of Hopf Bifurcation</title>
   <p>In this section, we derive the normal form of the Hopf bifurcation for the model (3) by using the multiple time scales method as referenced in ref. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-20">
     [20]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-22">
     [22]
    </xref>. When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the characteristic equation Eq. (5) has a pair of pure imaginary roots 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mtext>
        i 
      </mtext> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, at which model (3) undergoes 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>-mode Hopf bifurcation at equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In the subsequent derivation, we simplify notation by using 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       n 
     </mi> 
    </math> instead of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. We consider the time delay 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       τ 
     </mi> 
    </math> serves as the bifurcation parameter in this paper, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> being the critical value for Hopf bifurcation. The parameter 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ε 
     </mi> 
    </math> is a dimensionless scaling factor, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is a perturbation parameter. We also introduce the transformations: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, then model (3) is transformed into</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ^ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mn> 
                  <mo>
                    * 
                  </mo> 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mtable> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mn> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </mn> 
            </msup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            . 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (12)</p>
   <p>Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> be the eigenvector of the linear operator corresponding to the eigenvalue 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        i 
      </mtext> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> of the linearized system of Eq. (12) for equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, and let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be the normalized eigenvector of the adjoint operator of the linear operator corresponding to the eigenvalue 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
        i 
      </mtext> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, satisfying</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo stretchy="true">
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. By calculation, it can be found</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1, 
          </mn> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn> 
                <mo>
                  * 
                </mo> 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              21 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              22 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mn>
            ,1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (13)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              21 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                22 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mn>
              1, 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mn>
              0, 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ℕ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>According to the multiple scales method, we can assume the solution of Eq. (12) as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <munderover> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </munderover> 
      </mstyle> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <munderover> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </munderover> 
      </mstyle> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (14)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1,2,3, 
      </mn> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, specially,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (15)</p>
   <p>By substituting (14) and (15) into (12), we compare the coefficients of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <msup> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> on either side of the equation, resulting in the following expressions:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
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             u 
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           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
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              r 
            </mi> 
            <msup> 
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               u 
             </mi> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
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             <mn>
               1 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
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          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
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           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
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          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
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            <msub> 
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             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mi>
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          <msub> 
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             u 
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           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
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           <mrow> 
            <mn>
              1 
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            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
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             </mi> 
             <mi>
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            </msub> 
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            <msubsup> 
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           </mrow> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
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             τ 
           </mi> 
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             c 
           </mi> 
          </msub> 
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          <mi>
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          <msub> 
           <mi>
             u 
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           <mrow> 
            <mn>
              1 
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            <msub> 
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             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
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           </mi> 
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           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
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          <msup> 
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             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
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           <mn>
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          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
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               τ 
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             <mi>
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            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
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          <msup> 
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           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
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          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
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           <mrow> 
            <mn>
              1 
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             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
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          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             0 
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          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
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          <mi>
            α 
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             * 
           </mo> 
          </msup> 
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           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
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               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
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            h 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
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           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
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           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
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           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
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               τ 
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
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          <mi>
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           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
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           <mn>
             1 
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          <msub> 
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             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
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            <msub> 
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               c 
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            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
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           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
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           <mn>
             1 
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          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
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            <msub> 
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             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
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               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
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               u 
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            <msub> 
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             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
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          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
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               τ 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
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               τ 
             </mi> 
             <mi>
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             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
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           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
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          <mi>
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          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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               τ 
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             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
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               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mn> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (18)</p>
   <p>Referring to the notations in Refs. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-20">
     [20]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-21">
     [21]
    </xref>, then Eq. (16) has the solution with following form:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          i 
        </mtext> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mtext>
          i 
        </mtext> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (19)</p>
   <p>Therefore, by substituting Eq. (19) into the right part of Eq. (17), then we define the coefficient vector of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          i 
        </mtext> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, according to the solvability condition, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            cos 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then we can solve 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, namely,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (20)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              21 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo stretchy="true">
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <msub> 
         <mi>
           ϱ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              22 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo stretchy="true">
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <msub> 
         <mi>
           ϱ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              21 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo stretchy="true">
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <msub> 
         <mi>
           ϱ 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              22 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo stretchy="true">
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <msub> 
         <mi>
           ϱ 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>with</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ϱ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn> 
                <mo>
                  * 
                </mo> 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mn> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </mn> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ϱ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 l 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </mn> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              β 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mn> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </mn> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                i 
              </mtext> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ϱ 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ϱ 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            . 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Suppose that the solution of (17) satisfies following form:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <munderover> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </munderover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <munderover> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </munderover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (21)</p>
   <p>we substitute (21) into the left end of (17), it can be obtained by the method of undetermined coefficients, where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ζ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           ζ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ζ 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           ζ 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ζ 
         </mi> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           ζ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mn>
        , 
       <mi> 
       </mi> 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
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          − 
        </mo> 
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          <mn>
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              − 
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              12 
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              − 
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            , 
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            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
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              * 
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          <msup> 
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             e 
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              − 
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            = 
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          <mtext>
            i 
          </mtext> 
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          </msub> 
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            + 
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          </msub> 
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            + 
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              * 
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              − 
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            − 
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            </msub> 
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            = 
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              − 
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            </msub> 
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            − 
          </mo> 
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            , 
          </mn> 
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    </math> and</p>
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            = 
          </mo> 
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            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
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            </msub> 
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          </mfrac> 
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            − 
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             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               l 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
           <mn>
             5 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
           <mn>
             6 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               l 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Next, substitute (19) and (21) into (18), then compare the coefficients, and denoting the coefficient vector of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          i 
        </mtext> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, according to the solvability condition, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            cos 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Specially, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is a perturbation parameter, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> has minimal influence of small unfolding parameters. Thus, we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (22)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                21 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                22 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                21 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                22 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>with</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              00 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msub> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                00 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                02 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                10 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                00 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
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            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
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                02 
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                n 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
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             <mrow> 
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                11 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
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            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
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              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
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             <mrow> 
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                n 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
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                2 
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                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
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          <mi>
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          <mi>
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           <mi>
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           <mrow> 
            <mn>
              11 
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           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
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            </mtext> 
            <mi>
              ω 
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            <msub> 
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             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                00 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                02 
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              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                10 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
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           </mrow> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                00 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                02 
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              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
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          </mi> 
          <mi>
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          <mover accent="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
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             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo stretchy="true">
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                10 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
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             <mrow> 
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                n 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
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          <msup> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
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          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
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            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
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          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mi>
             ι 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
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          </mi> 
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           <mi>
             v 
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           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              i 
            </mtext> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              12 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mi>
             cos 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0, 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mn>
            , 
           <mi> 
           </mi> 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ≠ 
          </mo> 
          <mn>
            0, 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mn>
            0, 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ≠ 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ≠ 
          </mo> 
          <mn>
            0. 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mi>
           cos 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0, 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            ≠ 
          </mo> 
          <mn>
            0. 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>We drive the normal form of Hopf bifurcation for model (3) reduce on the center manifold as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ˙ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (23)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> are defined by (20) and (22), respectively. Substituting 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          i 
        </mtext> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> into the Eq. (23), and we derive the amplitude equation on the center manifold as follows:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mtext>
            Re 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mtext>
            Re 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             ˙ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mtext>
            Im 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mtext>
            Im 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mn>
            , 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>then we state the following theorem.</p>
   <p>Theorem 4. If the condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Re 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Re 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> holds, the model (3) generates periodic solutions near the equilibrium 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Re 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Re 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the bifurcating periodic solutions are unstable (stable). Additionally, the direction of bifurcating periodic solution is forward (backward) if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>).</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Numerical Simulations</title>
   <p>In this section, we first analyze the parameter ranges, then simulations are performed numerically.</p>
   <sec id="s5_1">
    <title>5.1. Selection of Parameter Values</title>
    <p>(1) Releasing rate 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        c 
      </mi> 
     </math> and natural mortality 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        m 
      </mi> 
     </math> of C. cunea.</p>
    <p>In the process of biological control of H. cunea, the release rate of C. cunea depends on the density of H. cunea. According to Ref. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-6">
      [6]
     </xref>, the ratio of the C. cunea to the H. cunea is 3:1 in areas with more pests. Thus, we first consider the case when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and we also consider what happens when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        c 
      </mi> 
     </math> takes different values. According to Ref. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-23">
      [23]
     </xref>, the mortality rate varies across different life stages of insects and may range from 0.1 to 0.9. Consequently, we set the natural mortality rate of C. cunea as 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> in our paper.</p>
    <p>(2) Self-diffusion coefficients 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Considering the distinct life stages, it's evident that the egg and pupa stages are relatively stationary. Consequently, the self-diffusion coefficient 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for H. cunea can be conservatively estimated at 0.0003 due to limited mobility during these stages. C. cunea lays eggs in the pupae of H. cunea, thus, it moves with the movement of the H. cunea pupae but slightly faster. Therefore, we set its diffusion coefficient to 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0004 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>(3) Net birth rate 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        r 
      </mi> 
     </math> and physical control fatality rate 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        h 
      </mi> 
     </math> of H. cunea.</p>
    <p>First of all,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is birth rate of H. cunea. 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is natural death rate of H. cunea, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is death rate of predatory. According to the life table in Ref. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-24">
      [24]
     </xref>, it showed mortality records for H. cunea across all stages due to various causes, and the range of H. cunea birth rate is 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.824,0.955 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, thus, we select 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.9 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The range of H. cunea natural mortality rate is 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.105,0.509 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and we select 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The range of death rate of predatory is 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.069,0.238 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and we select 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.15 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.9 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         0.15 
       </mn> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.45 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Moreover, we select 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0.45 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> according to the analysis of Remark 1.</p>
    <p>(4) Parasitism rate 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> and survival rate 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        δ 
      </mi> 
     </math> of C. cunea.</p>
    <p>In Ref. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.143203-25">
      [25]
     </xref>, the experiment of rearing C. cunea with Tussah (Silkworm) pupae was carried out by three-cut method and inoculating method, and the range of parasitism rate is 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.49,0.95 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The range of survival rate of H. cunea is 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.85,1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. In our paper, we select 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.78 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.93 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, this is because selecting intermediate high values for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        α 
      </mi> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        δ 
      </mi> 
     </math> can provide a more robust and conservative estimate in experimental design. This helps ensure the reliability of experimental results and offers higher feasibility and effectiveness in practical applications.</p>
    <p>(5) Other dimensionless parameters 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        K 
      </mi> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        β 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>We may select 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         18 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.65 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> for the environmental capacity and proportionality coefficient of H. cunea.</p>
    <p>To sum up the analysis, we select, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0003 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0004 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.45 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         18 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.65 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.78 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.93 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.25 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s5_2">
    <title>5.2. Simulations</title>
    <p>In this subsection, we will show the existence of various spatiotemporal patterns for model (2) and model (3).</p>
    <p>The hypotheses (H<sub>1</sub>) and (H<sub>2</sub>) hold when the parameters 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0003 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0004 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.45 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         18 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.65 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.78 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.93 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.25 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> are fixed and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,4 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. According to Theorem 1, the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is locally asymptotically stable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig3">
      Figure 3
     </xref> shows the change in the value of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </mn> 
         </msup> 
         <mn>
           , 
         </mn> 
         <msup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,4 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Fig. 3 shows that as the release rate of C. cunea increases, and then the value of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> gradually decreases.</p>
    <p>Biological interpretation 1:</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="fig3">
      Figure 3
     </xref> shows that the population of the H. cunea reaches highest value when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. This is attributed to the lack of effective natural enemies, which led to the rapid growth of the population. Furthermore, it can be observed that the populations of H. cunea and C. cunea tend to stabilize when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. This is because they can quickly find and parasitize most of the H. cunea pupae when the amount of C. cunea is large enough, thereby inhibiting the increase in the H. cunea population. At the moment, the continuous parasitic action of the C. cunea keeps the H. cunea population at a low and stable level, rather than continuing to decline to near extinction.</p>
    <fig id="fig3" position="float">
     <label>Figure 3</label>
     <caption>
      <title>Figure 3. The change of the equilibrium 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    E
   
          </mi> 
   
          <mn>
    
           <mo>
            
     *
    
           </mo>
   
          </mn> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <msup> 
     
            <mi>
              u 
            </mi> 
     
            <mn> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </mn> 
    
           </msup> 
    
           <mn>
            
     ,
    
           </mn>
    
           <msup> 
     
            <mi>
              v 
            </mi> 
     
            <mn> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </mn> 
    
           </msup> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
 
        </mrow>

       </math> as 

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

       </math> increase.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId639.jpeg?20250611032940" />
    </fig>
    <p>Case 1: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>Considering the case with biological control, that is, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.0235,0.2947 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. This set of parameters satisfies hypotheses (H<sub>1</sub>) and (H<sub>2</sub>) according to Theorem 1, and the positive equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of model (2) is locally asymptotically stable (see <xref ref-type="fig" rid="fig4">
      Figure 4
     </xref>). <xref ref-type="fig" rid="fig4(a)">
      Figure 4(a)
     </xref> shows that the vector field distribution of equilibria for non-spatial model (2) when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. It is evident that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle point, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is locally asymptotically stable. <xref ref-type="fig" rid="fig4(b)">
      Figure 4(b)
     </xref> shows the locally asymptotic stability of the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>(a) (b)Figure 4. The stability of equilibrium 

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

       </math> of model (3) when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>(a) (b)Figure 4. The stability of equilibrium 

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

       </math> of model (3) when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId658.jpeg?20250611032939" />
    </fig>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>(a) (b)Figure 4. The stability of equilibrium 

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

       </math> of model (3) when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId659.jpeg?20250611032939" />
    </fig>
    <p>Case 2: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>Next, we consider the case of biological control is absent, that is, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5302,0.2697 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. This set of parameters makes 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, then model (2) may generate periodic solution near the positive equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig5(a)">
      Figure 5(a)
     </xref> shows that the vector field distribution of equilibria for non-spatial model (2) when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and it can be seen that the 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle point and the model (2) generates a stable periodic solution near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig5(b)">
      Figure 5(b)
     </xref> shows periodic solution near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>(a) (b)Figure 5. The vector field near the equilibria 

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

       </math> and 

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

       </math>, and periodic solution near the equilibrium 

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

       </math> of model (2) when 

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

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>(a) (b)Figure 5. The vector field near the equilibria 

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

       </math> and 

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

       </math>, and periodic solution near the equilibrium 

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

       </math> of model (2) when 

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

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId679.jpeg?20250611032940" />
    </fig>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>(a) (b)Figure 5. The vector field near the equilibria 

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

       </math> and 

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

       </math>, and periodic solution near the equilibrium 

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

       </math> of model (2) when 

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

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId680.jpeg?20250611032939" />
    </fig>
    <p>Biological interpretation 2:</p>
    <p>(1) <xref ref-type="fig" rid="fig4">
      Figure 4
     </xref> reflects the effectiveness of the strategy of controlling the H. cunea population through the artificial release of C. cunea. Initially, both the H. cunea and C. cunea populations show significant oscillations, then gradually stabilize. The H. cunea population decreases rapidly, while the C. cunea population increases and gradually stabilizes. This indicates that the artificial release of C. cunea can effectively control the H. cunea population.</p>
    <p>(2) <xref ref-type="fig" rid="fig5">
      Figure 5
     </xref> indicates that both H. cunea and C. cunea experience periodic natural eruptions when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. This erupt periodically is the result of the complex interactions between the H. cunea and C. cunea, reflecting the population regulation mechanisms in the natural ecosystem.</p>
    <p>Case 1: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>The set of parameters 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0003 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0004 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.45 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         18 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.65 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.78 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.93 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.25 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> satisfies hypotheses (H<sub>1</sub>) and (H<sub>2</sub>), 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1,2,3, 
         </mn> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mn>
           ,32 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, then according to Theorem 2 and Eq. (10), we get the critical value 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.0578 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, the positive equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is locally asymptotically stable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,3.0578 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and unstable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           3.0578, 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig6">
      Figure 6
     </xref> shows the asymptotic stability of the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1.5 
       </mn> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,3.0578 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <fig id="fig6" position="float">
     <label>Figure 6</label>
     <caption>
      <title>Figure 6. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1.5
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, 

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

       </math> of model (3) is locally asymptotically stable for 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <fig id="fig6" position="float">
     <label>Figure 6</label>
     <caption>
      <title>Figure 6. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1.5
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, 

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

       </math> of model (3) is locally asymptotically stable for 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId719.jpeg?20250611032940" />
    </fig>
    <fig id="fig6" position="float">
     <label>Figure 6</label>
     <caption>
      <title>Figure 6. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1.5
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, 

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

       </math> of model (3) is locally asymptotically stable for 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId720.jpeg?20250611032941" />
    </fig>
    <p>By calculating Eq. (20) and Eq. (22), we obtain</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.2933 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         0.1031 
       </mn> 
       <mtext>
         i 
       </mtext> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         8.3874 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         11.7617 
       </mn> 
       <mtext>
         i 
       </mtext> 
       <mn>
         , 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>according to Theorem 4, the bifurcating periodic solution is stable and forward. The model (3) will generate inhomogeneous periodic solutions near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> of model (3) for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.058 
       </mn> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.0578 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig7">
      Figure 7
     </xref>).</p>
    <fig id="fig7" position="float">
     <label>Figure 7</label>
     <caption>
      <title>Figure 7. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, the inhomogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.058
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.0578
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <fig id="fig7" position="float">
     <label>Figure 7</label>
     <caption>
      <title>Figure 7. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, the inhomogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.058
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.0578
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId734.jpeg?20250611032942" />
    </fig>
    <fig id="fig7" position="float">
     <label>Figure 7</label>
     <caption>
      <title>Figure 7. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, the inhomogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.058
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.0578
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId735.jpeg?20250611032941" />
    </fig>
    <p>We also consider the dynamics for the model (3) without nonlocal competition. <xref ref-type="fig" rid="fig8">
      Figure 8
     </xref> shows that model (3) only generates stable homogeneous periodic solutions near the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.058 
       </mn> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3.0578 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> if there is no nonlocal competition.</p>
    <fig id="fig8" position="float">
     <label>Figure 8</label>
     <caption>
      <title>Figure 8. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, the homogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) without nonlocal competition near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.058
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.0578
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <fig id="fig8" position="float">
     <label>Figure 8</label>
     <caption>
      <title>Figure 8. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, the homogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) without nonlocal competition near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.058
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.0578
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId746.jpeg?20250611032942" />
    </fig>
    <fig id="fig8" position="float">
     <label>Figure 8</label>
     <caption>
      <title>Figure 8. For 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   c
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>, the homogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) without nonlocal competition near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.058
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   3.0578
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId747.jpeg?20250611032941" />
    </fig>
    <p>Case 2: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>Considering spatial model (3) without biological control, that is, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. This set of parameters satisfies hypotheses (H<sub>1</sub>) and (H<sub>2</sub>). Similarly, we get the critical value 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0102 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, thus, the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is locally asymptotically stable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,0.0102 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and becomes unstable for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.0102, 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. By calculation, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1,2,3, 
         </mn> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mn>
           ,27 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0107 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         0.0771 
       </mn> 
       <mtext>
         i 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         0.0730 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         0.1089 
       </mn> 
       <mtext>
         i 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>. According to Theorem 4, the bifurcating periodic solution is stable and forward, then model (3) with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> will generate inhomogeneous periodic solutions near 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.011 
       </mn> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0102 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig9">
      Figure 9
     </xref>).</p>
    <fig id="fig9" position="float">
     <label>Figure 9</label>
     <caption>
      <title>Figure 9. For 

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

       </math>, the inhomogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.011
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.0102
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <fig id="fig9" position="float">
     <label>Figure 9</label>
     <caption>
      <title>Figure 9. For 

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

       </math>, the inhomogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.011
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.0102
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId779.jpeg?20250611032941" />
    </fig>
    <fig id="fig9" position="float">
     <label>Figure 9</label>
     <caption>
      <title>Figure 9. For 

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

       </math>, the inhomogeneous stable and forward periodic solutions for model (3) near the equilibrium 

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

       </math> when 

       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   τ
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.011
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &gt;
  
         </mo>
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    τ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    c
   
          </mi> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.0102
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId780.jpeg?20250611032941" />
    </fig>
    <p>Biological interpretation 3:</p>
    <p>(1) <xref ref-type="fig" rid="fig6">
      Figure 6
     </xref> indicates that releasing C. cunea within the time delay 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can effectively control the population of H. cunea. The H. cunea population is gradually controlled both temporally and spatially, and tends to stabilize.</p>
    <p>(2) <xref ref-type="fig" rid="fig7">
      Figure 7
     </xref> shows that releasing C. cunea after the critical value 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> will lead to periodic eruptions and instability in the H. cunea population. This means the H. cunea population cannot be effectively controlled and continues to pose a threat to the environment.</p>
    <p>(3) By comparing <xref ref-type="fig" rid="fig7">
      Figure 7
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig8">
      Figure 8
     </xref>, we find that the model (3) with nonlocal competition produces richer dynamics, which means the population dynamics are more similar to the behavior of the real ecosystem. In this way, the dynamic changes of populations in nature can be better simulated and understood. The phenomenon in <xref ref-type="fig" rid="fig8">
      Figure 8
     </xref> may be due to the fact that H. cunea and C. cunea gather at the boundary when they fly to the boundary. When the density of H. cunea decreases, C. cunea flies in the opposite direction. Eventually, it causes large periodic oscillations on both sides, with equal numbers flying in opposite directions.</p>
    <p>(4) By comparing <xref ref-type="fig" rid="fig7">
      Figure 7
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig9">
      Figure 9
     </xref>, we find that when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the stability interval of model (3) becomes smaller, and the amplitude of the inhomogeneous periodic solution becomes bigger. In summary, without biological control, the equilibrium 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> becomes unstable more rapidly and the model is prone to periodic eruptions. This highlights that the artificial release of C. cunea is a critical measure for maintaining ecological balance and effectively controlling the population of the H. cunea. It also reflects the inadequacy of natural populations regulation mechanisms.</p>
    <p>Case 3: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>By calculation, the hypotheses (H<sub>1</sub>) and (H<sub>2</sub>) hold when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0003 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.0004 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.45 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         18 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.65 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.78 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.93 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.25 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. When 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, we get the critical value 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> at 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, we get the critical value 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> at 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig10">
      Figure 10
     </xref> shows that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> increases gradually with the increases of 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        c 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <fig id="fig10" position="float">
     <label>Figure 10</label>
     <caption>
      <title>Figure 10. The value of 

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

       </math> with 

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

       </math> gradually increasing.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/2340358-rId823.jpeg?20250611032941" />
    </fig>
    <p>Biological interpretation 4:</p>
    <p>The nonlocal competition influences model (3) when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> but does not impact model (3) when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, nonlocal competition has little effect on the model when the population of C. cunea is large enough to cover every area of the forest, leaving no escape for H. cunea.</p>
    <p>Suggestions:</p>
    <p>(1) According to the Biological interpretation 1, the amount of releasing C. cunea should be controlled. Releasing too much C. cunea will put pressure on the environment and cause unnecessary economic losses.</p>
    <p>(2) According to Biological interpretation 2 and 3, it is necessary to select the appropriate time and place for releasing C. cunea. Releasing C. cunea can effectively control the density of H. cunea before most pupae emerge. At the same time, the deployment of releasing C. cunea is optimized to ensure their migration to areas with high H. cunea concentrations, thereby improving parasitic efficiency on H. cunea pupae. The migration patterns of H. cunea are regularly monitored to ensure effective targeting and control of the H. cunea population in different spatial locations.</p>
    <p>(3) According to Biological interpretation 4, the influence of nonlocal competition can be ignored in the process of analyzing the models when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
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         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>(4) Based on the above analysis, our findings demonstrate that the population of artificially released C. cunea only requires reaching threefold the population size of H. cunea to achieve rapid suppression of H. cunea growth. This optimal ratio suggests that excessive release of C. cunea is unnecessary in practical applications, thereby effectively conserving both labor resources and economic expenditures.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Conclusions</title>
   <p>In this paper, we studied a reaction-diffusion model of H. cunea and C. cunea with both time delay and nonlocal competition for biological control. We analyzed the existence and stability of the equilibria and the existence of Hopf and Turing bifurcations near the equilibria. We used the multiple time scales method to derive the normal form of the Hopf bifurcation reduced on the center manifold. Finally, a suitable set of parameters was selected for conducting numerical simulations. Spatial and non-spatial models were equally important aspects of our research. In the non-spatial model, we compared and analyzed the phenomena resulting from the with and without biological control. In the spatial model, we compared models with and without nonlocal competition, as well as with and without biological control. We found that the nonlocal competition can induce stable inhomogeneous periodic solutions of Hopf bifurcating. In the model without biological control, the critical time delay of the model decreased and generated periodic solutions with large amplitudes.</p>
   <p>Results indicated that nonlocal competition significantly altered the spatial distribution and oscillation patterns of populations within the ecosystem. This phenomenon emphasised the need for geographically and environmentally sensitive biological control strategies. Effective biological control measures, particularly through the timely release of parasitic natural enemies, provided sustainable management and protection of H. cunea populations and ecosystems. The theoretical framework of the model, encompassing bifurcation analysis and the stability of periodic solutions, offered valuable theoretical insights for analyzing other invasive species-natural enemy systems. Future studies could validate the applicability of similar systems by altering the functional response structure of the model or adjusting the dispersal mechanism.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This study was funded by Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. HFW230600022) and Heilongjiang Provincial Natural Science Foundation of China (Grant No. LH2024A001).</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>NOTES</title>
   <p>*Corresponding author.</p>
  </sec>
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