<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">jamp</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Journal of Applied Mathematics and Physics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2327-4379</issn>
      <issn pub-type="ppub">2327-4352</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/jamp.2026.147132</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">jamp-152978</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Dynamical Analysis of a Class of Tumor-Immune Models with Effector Cell Action</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Wang</surname>
            <given-names>Juanlan</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> College of Mathematics and Statistics, Northwest Normal University, Lanzhou, China </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The author declares no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>14</day>
        <month>07</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>07</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>14</volume>
      <issue>07</issue>
      <fpage>2645</fpage>
      <lpage>2665</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>17</day>
          <month>06</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>28</day>
          <month>07</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>31</day>
          <month>07</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/jamp.2026.147132">https://doi.org/10.4236/jamp.2026.147132</self-uri>
      <abstract>
        <p>Tumor cells interact with the immune system via multiple nonlinear feedbacks, which can trigger various clinically relevant dynamical outcomes including tumor clearance, immune escape, long-term tumor dormancy, and recurrent periodic oscillations. This study investigates a two-stage T-lymphocyte-tumor model. First, the positivity and boundedness of solutions with nonnegative initial values are rigorously established. Next, the existence conditions and local stability criteria for the tumor-free equilibrium and positive equilibria are derived. Then, the Sotomayor theorem is applied to analyze the transcritical bifurcation at the boundary equilibrium. The Poincare-Andronov-Hopf bifurcation theory is further used to obtain the conditions for a Hopf bifurcation at a positive equilibrium. Moreover, normal form theory and the center manifold theorem are employed to characterize the direction of the Hopf bifurcation and the stability of the resulting periodic solutions. Finally, MATLAB simulations verify the stability of the equilibria and the Hopf bifurcation.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Tumor-Immune Model</kwd>
        <kwd>Equilibrium</kwd>
        <kwd>Stability</kwd>
        <kwd>Routh-Hurwitz Criterion</kwd>
        <kwd>Transcritical Bifurcation</kwd>
        <kwd>Hopf Bifurcation</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Tumor initiation, progression, and recurrence are not caused only by the autonomous growth of a single cell population. Instead, they arise from the long-term coupled evolution of tumor cells, effector immune cells, cytokines, stromal components, and metabolic resources. The immune system can recognize and eliminate abnormal cells. However, under persistent selection pressure, it may also promote the enrichment of weakly immunogenic clones and facilitate immune escape. This dual role is commonly summarized as the “elimination-equilibrium-escape” process of cancer immunoediting [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. As the tumor microenvironment, tumor-promoting inflammation, and immune escape have been incorporated into the expanded framework of cancer hallmarks, quantitatively revealing the nonlinear feedback between tumor growth and immune regulation has become an important problem in mathematical oncology and tumor immunology [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>].</p>
      <p>Mathematical models can transform mechanisms such as antigen stimulation, immune-cell recruitment and maturation, effector-cell killing, tumor resource competition, and therapeutic intervention into tractable dynamical systems. Compared with statistical analyses that describe correlations at only a single time point, dynamical models can study long-term behaviors such as thresholds, steady states, bistability, dormancy, recurrence, and periodic oscillations within a unified framework. Parameter sensitivity and bifurcation analyses can also identify the key mechanisms that determine transitions between system states [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. In recent years, mathematical models have also been increasingly integrated with clinical data, virtual patients, and quantitative systems pharmacology. This integration provides a useful methodological basis for evaluating immunotherapy strategies and making individualized predictions [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>].</p>
      <p>Research on tumor-immune dynamics can be traced back to the immune-surveillance model developed by DeLisi and Rescigno. That model represented the interaction between lymphocytes and tumor cells as a predator-prey relationship. It showed that a low-dimensional nonlinear system can already generate distinct outcomes, including tumor clearance, persistent coexistence, and immune escape [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Later, Rescigno and DeLisi introduced a two-stage structure of immature and mature lymphocytes. This structure clearly separated immune-cell recruitment, maturation, and killing effects across different time scales [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. Kuznetsov <italic>et al.</italic> combined experimental data, parameter estimation, and global bifurcation analysis. Their study revealed threshold effects, sneaking-through behavior, tumor dormancy, and recurrence-like oscillations in an immunogenic tumor model [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. Kirschner and Panetta further discussed adoptive immunotherapy and long-term recurrence within a tumor-cell-effector-cell-IL-2 framework [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. de Pillis <italic>et al.</italic> constructed and validated a detailed cell-mediated immune-response model by coupling NK cells, CD8<sup>+</sup> T cells, and tumor cells [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>].</p>
      <p>Building on these studies, the research focus gradually expanded from the existence of equilibria to complex attractors and bifurcation mechanisms. Eftimie <italic>et al.</italic> systematically reviewed the structure, scales, and main dynamical conclusions of non-spatial tumor-immune models. They emphasized that low-dimensional ordinary differential equation models remain especially valuable for threshold identification and clear mechanistic interpretation [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Liu, Ruan, and Zhu proved the existence of stable periodic oscillations in a two-stage tumor-immune model. They interpreted these oscillations as recurrence-like behavior in which tumor burden and immune response repeatedly rise and fall [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. Pang <italic>et al.</italic> discussed steady and oscillatory dynamics from the perspective of antitumor immune responses [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. Li <italic>et al.</italic> further analyzed how intrinsic tumor growth, antigen stimulation, and immune-killing parameters affect equilibrium stability and Hopf bifurcation in a two-stage lymphocyte framework [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>].</p>
      <p>Current tumor-immune modeling is moving toward more detailed cellular states, stronger data constraints, and greater clinical translatability. For example, Lai <italic>et al.</italic> divided cytotoxic T cells according to their degree of exhaustion and revealed how T-cell functional decline affects tumor clearance, equilibrium, and escape outcomes [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. Yao <italic>et al.</italic> combined an ordinary differential equation model of the tumor immune microenvironment with deep reinforcement learning to optimize patient-specific combination therapy with immune checkpoint inhibitors [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. Arulraj <italic>et al.</italic> emphasized the important role of multi-omics data in the parameterization, calibration, and validation of quantitative systems pharmacology models [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. These studies have promoted a shift from mechanistic explanation toward prediction and decision-making. However, they have also introduced challenges such as high parameter dimensionality, limited identifiability, and less transparent analytical structure.</p>
      <p>Therefore, high-dimensional and data-driven models cannot replace clear and well-structured low-dimensional dynamical analyses. For models that include immune recruitment, cell maturation, saturating killing, and Logistic tumor growth, a complete theoretical study should establish the biological feasibility of solutions and the stability of equilibria. It should also identify the state-exchange mechanism at boundary equilibria and verify the transversality of Hopf bifurcation. In addition, center manifold and normal form theories should be used to determine the direction of periodic-solution branches and their orbital stability [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. In particular, cross-validation between the first Lyapunov coefficient and numerical critical values can prevent the oscillation type from being judged only from time series or phase portraits. This procedure improves the reproducibility and theoretical reliability of the model conclusions.</p>
      <p>Based on the two-stage lymphocyte tumor-immune model proposed by Li <italic>et al.</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], this study retains the transformation of immature T lymphocytes into mature T lymphocytes, Logistic tumor growth, and the antigen-stimulation term. The killing effect of mature T lymphocytes on tumor cells is rewritten as a Holling type-II saturating functional response to describe the biologically realistic saturation of the killing efficiency per effector cell under a high tumor burden. The model is given as follows:</p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(1.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>μ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>μ</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>T</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mi>T</mml:mi>
                          <mml:mi>K</mml:mi>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>T</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>T</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>.</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <italic>b</italic> is the production rate of immature T lymphocytes in the absence of tumor cells; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> δ </mml:mi></mml:math></inline-formula> are the natural death-rate coefficients of immature and mature T lymphocytes, respectively; <inline-formula><mml:math><mml:mi> μ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the rate coefficient for the transformation of immature T lymphocytes into mature T lymphocytes; <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the recruitment-rate coefficient of immature T lymphocytes induced by tumor-antigen stimulation; <italic>r</italic> is the maximum tumor-cell growth-rate coefficient; <italic>K</italic> is the carrying capacity of the tumor microenvironment, namely the maximum number of tumor cells that the microenvironment can support; and <italic>s</italic> is the killing-rate coefficient of mature T lymphocytes against tumor cells. The parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the half-saturation constant, and all parameters are positive.</p>
      <p>For convenient analysis, we introduce the following nondimensional transformation for system (1.1):</p>
      <disp-formula id="FD2">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mi>T</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mi>t</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where</p>
      <disp-formula id="FD3">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>b</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>μ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>K</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>δ</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>μ</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and the nondimensional parameters are</p>
      <disp-formula id="FD4">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mi>K</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>b</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>β</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>δ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>γ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>s</mml:mi>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>μ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>η</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>K</mml:mi>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For convenience, we continue to use the notation</p>
      <disp-formula id="FD5">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>t</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then system (1.1) can be rewritten as</p>
      <disp-formula id="FD6">
        <label>(1.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>α</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>η</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>.</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This study mainly investigates the qualitative properties and bifurcation structure of system (1.2). The main contributions are summarized as follows. First, the positivity and boundedness of solutions with nonnegative initial values are established, and the existence conditions and local stability criteria for the semi-trivial and positive equilibria are systematically derived. Second, the Sotomayor theorem is used to analyze the transcritical bifurcation at the boundary equilibrium and to clarify the dynamical mechanism of equilibrium exchange near the tumor-invasion threshold. Third, the nondimensional parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , which corresponds to the maximum tumor-cell growth rate, is selected as the bifurcation parameter. The pure-imaginary-root condition and the transversality criterion for Hopf bifurcation at a positive equilibrium are obtained. Center manifold and normal form theories are then used to construct the first Lyapunov coefficient and determine the direction of the Hopf bifurcation and the stability of the bifurcating periodic solutions. Finally, MATLAB simulations, equilibrium calculations, and eigenvalue verification are used to cross-check the theoretical results. While retaining a clear and interpretable low-dimensional structure, the analysis connects three important dynamical states: the tumor-invasion threshold, stable coexistence, and recurrence-like periodic oscillation.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Positivity and Boundedness of the Model Solutions</title>
      <p><bold>Theorem 2.1:</bold> If the initial conditions satisfy <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then for every <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proof:</bold> The vector field is continuous on the boundary of the region <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and satisfies the Lipschitz condition. By the existence and uniqueness theorem, the solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of system (1.2) exists uniquely on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> τ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Moreover,</p>
      <disp-formula id="FD7">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>[</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>s</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mtext>e</mml:mtext>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mtext>e</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>exp</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>[</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>z</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>s</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>y</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>s</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>η</mml:mi>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>z</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>s</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it follows that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for every <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Theorem 2.2:</bold> For every nonnegative initial value, the corresponding solution of system (1.2) is ultimately bounded. More precisely, the rectangular set</p>
      <disp-formula id="FD8">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>Ω</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>α</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is an absorbing region: every solution with a nonnegative initial value enters Ω after a finite time and remains in a bounded subset of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proof:</bold> From the third equation of system (1.2),</p>
      <disp-formula id="FD9">
        <label>(2.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>γ</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>η</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>γ</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The scalar comparison principle gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence there exists <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the first equation satisfies</p>
      <disp-formula id="FD10">
        <label>(2.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Comparison with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> shows that there exists <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Consequently, for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD11">
        <label>(2.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>α</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>β</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>A final comparison with the corresponding linear equation yields a time <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, each nonnegative solution eventually enters the explicitly defined absorbing region Ω, proving ultimate boundedness.</p>
      <p>The positivity and boundedness results show that the system cannot produce negative cell populations or finite-time blow-up. Therefore, equilibrium and bifurcation analyses can be carried out within the biologically feasible region.</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Existence and Stability of Equilibria</title>
      <sec id="sec3dot1">
        <title>3.1. Existence of Equilibria</title>
        <p>The equilibria of system (1.2) satisfy</p>
        <disp-formula id="FD12">
          <label>(3.1)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>η</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0.</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The boundary equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> gives the semi-trivial equilibrium</p>
        <disp-formula id="FD13">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>E</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>For a positive equilibrium, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the first two equations give</p>
        <disp-formula id="FD14">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mtext>*</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mtext>*</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mtext>*</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>β</mml:mi>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>After division of the third equation by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and substitution of these expressions, one obtains</p>
        <disp-formula id="FD15">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Multiplying by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and collecting powers of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> yields the scalar quadratic</p>
        <disp-formula id="FD16">
          <label>(3.2)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where</p>
        <disp-formula id="FD17">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD18">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>η</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD19">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mi>η</mml:mi>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the solutions of Equation (3.2) are</p>
        <disp-formula id="FD20">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msqrt>
                    <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                  </mml:msqrt>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD21">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msqrt>
                    <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                  </mml:msqrt>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where</p>
        <disp-formula id="FD22">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr columnalign="left">
                  <mml:mtd columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>[</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>η</mml:mi>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>m</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                          <mml:mi>η</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>A root is biologically admissible only when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For every such root, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so it determines a feasible positive equilibrium. The upper bound <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> also follows directly from the equilibrium identity <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, every positive equilibrium satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><bold>Theorem 3.1</bold><bold>.</bold> System (1.2) has the semi-trivial equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> β </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For a positive solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the following conclusions hold:</p>
        <p>1) If any one of the following conditions holds, model (1.2) has a unique positive equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>(H<sub>1</sub>) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>(H<sub>2</sub>) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>(H<sub>3</sub>) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>2) If</p>
        <p>(H<sub>4</sub>) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>then Equation (3.2) has two equilibria:</p>
        <disp-formula id="FD23">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>E</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>E</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </sec>
      <sec id="sec3dot2">
        <title>3.2. Local Stability of Equilibria</title>
        <p>Let</p>
        <disp-formula id="FD24">
          <label>(3.3)</label>
          <mml:math>
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>.</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The Jacobian matrix of the model at the equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is</p>
        <disp-formula id="FD25">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>η</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mi>η</mml:mi>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>η</mml:mi>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:mi>z</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Here, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> s </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>The stability of an equilibrium is determined below by calculating the eigenvalues of the Jacobian matrix.</p>
        <p><bold>Theorem 3.2:</bold> If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> η </mml:mi><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> holds, then the semi-trivial equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is locally asymptotically stable. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is unstable.</p>
        <p><bold>Proof:</bold> The Jacobian matrix of the model at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is</p>
        <disp-formula id="FD26">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>E</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mi>η</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The characteristic polynomial of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>The eigenvalues of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are</p>
        <disp-formula id="FD27">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mi>η</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>i.e.</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has three negative real roots, and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is locally asymptotically stable. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>i.e.</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then at least one root is positive, and therefore <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is unstable.</p>
        <p>Biologically, <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the threshold at which the basal mature immune level can suppress tumor invasion. When immune-cell killing is sufficiently strong, a small tumor perturbation cannot invade. When immune killing is insufficient, the tumor can enter the system and establish coexistence or oscillation with immune cells.</p>
        <p><bold>Theorem 3.3:</bold> Suppose that (H<sub>1</sub>) holds. So that system (1.2) has a unique positive equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is locally asymptotically stable if and only if</p>
        <p>(H<sub>5</sub>) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0. </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
        <p><bold>Proof:</bold> The Jacobian matrix of the system (1.2) at the equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is</p>
        <disp-formula id="FD28">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>E</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>32</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>33</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where</p>
        <disp-formula id="FD29">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>32</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>η</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>33</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mi>η</mml:mi>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>η</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>the characteristic polynomial of the Jacobian at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is</p>
        <disp-formula id="FD30">
          <label>(3.4)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD31">
          <mml:math>
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>z</mml:mi>
                                <mml:mtext>*</mml:mtext>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>η</mml:mi>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>z</mml:mi>
                                <mml:mtext>*</mml:mtext>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>η</mml:mi>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>η</mml:mi>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>z</mml:mi>
                                <mml:mtext>*</mml:mtext>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mi>m</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                          <mml:mi>η</mml:mi>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>.</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>For a monic cubic polynomial, the Routh-Hurwitz criterion is necessary and sufficient. Therefore, all eigenvalues have negative real parts if and only if the four strict inequalities in (H<sub>5</sub>) hold, proving the local asymptotic stability statement.</p>
        <p>If the strict inequalities in (H<sub>5</sub>) fail and <inline-formula><mml:math><mml:mi> p </mml:mi></mml:math></inline-formula> has no root on the imaginary axis, then at least one eigenvalue has a positive real part and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is unstable. The boundary cases must be separated from this genuinely unstable case. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an eigenvalue. If</p>
        <disp-formula id="FD32">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>then</p>
        <disp-formula id="FD33">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>so the eigenvalues are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This is the Hopf boundary rather than a genuinely unstable case.</p>
        <p>Several key parameters can be varied over suitable ranges to analyze their effects on equilibrium stability and system dynamics. Consider <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> as an example. As <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> gradually increases, the stability of the semi-trivial equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> may change. A previously stable <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> may lose stability, while the stability region of the positive equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> may shrink or expand. This occurs because <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the maximum tumor-cell growth rate, and its variation disturbs the overall immune balance. Similarly, variation in <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> , which represents the killing rate of mature T lymphocytes against tumor cells, may also change equilibrium stability and affect the occurrence and threshold of Hopf bifurcation. This sensitivity analysis provides a clearer understanding of the importance of each parameter and the response of the system to changes in different biological processes.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Bifurcation Analysis of the System</title>
      <sec id="sec4dot1">
        <title>4.1. Transcritical Bifurcation</title>
        <p>Select <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> as the bifurcation parameter. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then system (1.2) undergoes a transcritical bifurcation near the equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> β </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><bold>Proof:</bold> Let</p>
        <disp-formula id="FD34">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The Jacobian matrix of the system at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is</p>
        <disp-formula id="FD35">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>E</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mi>η</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>Therefore,</p>
        <disp-formula id="FD36">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>E</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>;</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The eigenvalues are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>For the zero eigenvalue, the corresponding eigenvectors of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> J </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> J </mml:mi><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are</p>
        <disp-formula id="FD37">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mo>/</mml:mo>
                            <mml:mi>β</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>W</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msup>
                <mml:mi>W</mml:mi>
                <mml:mtext>T</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>We now verify the nondegeneracy conditions for the transcritical bifurcation in the Sotomayor theorem.</p>
        <disp-formula id="FD38">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>E</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtable columnalign="left">
                            <mml:mtr columnalign="left">
                              <mml:mtd columnalign="left">
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>m</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                            <mml:mtr columnalign="left">
                              <mml:mtd columnalign="left">
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mn>2</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>m</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                            <mml:mtr columnalign="left">
                              <mml:mtd columnalign="left">
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mn>3</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>m</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                          </mml:mtable>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD39">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>D</mml:mi>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>E</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtable>
                            <mml:mtr>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>x</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>y</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>z</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                            <mml:mtr>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>x</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>y</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>z</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                            <mml:mtr>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>x</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>y</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                              <mml:mtd>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>f</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                          <mml:mi>m</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                                      <mml:mi>z</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                          </mml:mtable>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtable columnalign="left">
                            <mml:mtr columnalign="left">
                              <mml:mtd columnalign="left">
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>v</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                            <mml:mtr columnalign="left">
                              <mml:mtd columnalign="left">
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>v</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                            <mml:mtr columnalign="left">
                              <mml:mtd columnalign="left">
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>v</mml:mi>
                                    <mml:mn>3</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mtd>
                            </mml:mtr>
                          </mml:mtable>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mi>η</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD40">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>D</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>F</mml:mi>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtable>
                              <mml:mtr>
                                <mml:mtd>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>x</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>y</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>z</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>y</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>z</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>y</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>z</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mtd>
                              </mml:mtr>
                              <mml:mtr>
                                <mml:mtd>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>x</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>y</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>z</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>y</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>z</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>y</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>z</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mtd>
                              </mml:mtr>
                              <mml:mtr>
                                <mml:mtd>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>x</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>y</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>z</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msubsup>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msubsup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>y</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>z</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>f</mml:mi>
                                          <mml:mn>3</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>y</mml:mi>
                                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                                        <mml:mi>z</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mn>3</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mtd>
                              </mml:mtr>
                            </mml:mtable>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mi>c</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtable>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mi>η</mml:mi>
                              </mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>[</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>η</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:mi>α</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>]</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                      </mml:mtable>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>.</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>We next verify the transversality conditions.</p>
        <disp-formula id="FD41">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>W</mml:mi>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>F</mml:mi>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>W</mml:mi>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>D</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>F</mml:mi>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mi>c</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>≠</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>W</mml:mi>
                    <mml:mtext>T</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>D</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>F</mml:mi>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mi>c</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>η</mml:mi>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>η</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>≠</mml:mo>
                  <mml:mn>0.</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Therefore, by the Sotomayor theorem, system (1.2) undergoes a transcritical bifurcation at the boundary equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      </sec>
      <sec id="sec4dot2">
        <title>4.2. Hopf Bifurcation</title>
        <p>When the bifurcation value changes, the stability of the model changes abruptly, and a limit cycle “emerges” around an equilibrium. When an equilibrium changes from stable to unstable, or from unstable to stable, the topological structure of the system solutions changes in a small neighborhood of the bifurcation value, and a periodic solution is generated. We therefore use the Poincare-Andronov-Hopf bifurcation theorem to discuss the Hopf bifurcation of system (1.2).</p>
        <p><bold>Lemma</bold><bold>4.1:</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be an open set containing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be an open set containing 0. Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is analytic and that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ρ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for every <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Assume that the variational matrix <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ρ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has one real eigenvalue <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and a pair of complex-conjugate eigenvalues <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . At <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , suppose that</p>
        <disp-formula id="FD42">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and that the eigenvalues cross the imaginary axis with a nonzero speed, namely,</p>
        <disp-formula id="FD43">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ρ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>ρ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>≠</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Then the differential system</p>
        <disp-formula id="FD44">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>ρ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>undergoes a Hopf bifurcation at the equilibrium O when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><bold>Definition 4.1</bold> Assume that (H<sub>1</sub>) holds, and define the Routh-Hurwitz discriminant function</p>
        <disp-formula id="FD45">
          <label>(4.1)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>If there exists <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that</p>
        <disp-formula id="FD46">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>From the characteristic equation</p>
        <disp-formula id="FD47">
          <label>(4.2)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Substituting the purely imaginary root <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> into the characteristic equation gives</p>
        <disp-formula id="FD48">
          <label>(4.3)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mi>ω</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Choose <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then the characteristic equation becomes</p>
        <disp-formula id="FD49">
          <label>(4.4)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mi>ω</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Separating the real and imaginary parts gives</p>
        <disp-formula id="FD50">
          <label>(4.5)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>ω</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>ω</mml:mi>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>ω</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0.</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>From the second equation in (4.5), we obtain</p>
        <disp-formula id="FD51">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ω</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ω</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msqrt>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msqrt>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD52">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>±</mml:mo>
              <mml:mi>i</mml:mi>
              <mml:msqrt>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msqrt>
              <mml:mo>≠</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a positive real number.</p>
        <p>The sum of the three roots is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> ω </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>Therefore, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>This shows that the system has a pair of purely imaginary conjugate eigenvalues and one negative real eigenvalue at the positive equilibrium.</p>
        <p><bold>Theorem 4.1:</bold> Select <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> as the bifurcation parameter. Suppose that system (1.2) has a unique positive equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> η </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If there exists <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfying</p>
        <disp-formula id="FD53">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and</p>
        <disp-formula id="FD54">
          <label>(4.6)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>b</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>b</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>b</mml:mi>
                                <mml:mn>3</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>≠</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>then system (1.2) undergoes a Hopf bifurcation at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><bold>Proof:</bold> When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the linearized matrix has a pair of purely imaginary conjugate eigenvalues <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where</p>
        <disp-formula id="FD55">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ω</mml:mi>
                <mml:mi>H</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msqrt>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msqrt>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The other eigenvalue is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let</p>
        <disp-formula id="FD56">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>i</mml:mi>
              <mml:mi>ω</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>be the eigenvalue branch passing through <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Write the characteristic polynomial as</p>
        <disp-formula id="FD57">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Differentiating <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> gives</p>
        <disp-formula id="FD58">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:msup>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Thus,</p>
        <disp-formula id="FD59">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>λ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>λ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>At <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have</p>
        <disp-formula id="FD60">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mi>λ</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ω</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ω</mml:mi>
                <mml:mi>H</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and</p>
        <disp-formula id="FD61">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ω</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>i</mml:mi>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ω</mml:mi>
                <mml:mi>H</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Taking the real part further gives</p>
        <disp-formula id="FD62">
          <label>(4.7)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>H</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mi>Re</mml:mi>
                      <mml:mi>λ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mi>H</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
              <mml:mo>≠</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Since the denominator is positive, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is equivalent to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . condition (4.7) implies that a pair of complex-conjugate eigenvalues crosses the imaginary axis with a nonzero speed. Thus, the transversality condition holds. By the Poincare-Andronov-Hopf bifurcation theorem, the system undergoes a Hopf bifurcation at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The proof is complete.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>5. Direction of the Hopf Bifurcation and Stability of Periodic Solutions</title>
      <p>To determine the direction of the Hopf bifurcation and the stability of the bifurcating periodic solutions more precisely, we use center manifold and normal form theories to calculate the first Lyapunov coefficient. We first translate the positive equilibrium of system (1.2) to the origin.</p>
      <p>Let</p>
      <disp-formula id="FD63">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For convenience, we continue to use <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in place of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then system (5.1) becomes</p>
      <disp-formula id="FD64">
        <label>(5.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>α</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>η</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>.</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus, the equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of system (1.2) is shifted to the origin <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the system becomes</p>
      <disp-formula id="FD65">
        <label>(5.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>U</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>B</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>U</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>U</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where</p>
      <disp-formula id="FD66">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mtext>T</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>F</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>F</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>F</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mtext>T</mml:mtext>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the components of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are</p>
      <disp-formula id="FD67">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD68">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD69">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>γ</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mi>η</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>η</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>η</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>η</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the eigenvalues at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Choose the right and left eigenvectors <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and use the Hermitian inner product <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> 〈 </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> 〉 </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup><mml:mi> q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, such that</p>
      <disp-formula id="FD70">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ω</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mtext>T</mml:mtext>
            </mml:msubsup>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ω</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>〈</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>q</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>〉</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD71">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>q</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>β</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>ω</mml:mi>
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>ω</mml:mi>
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>β</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>ω</mml:mi>
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This choice automatically satisfies the first two rows of the eigenvector equations. The third row follows from the characteristic equation</p>
      <disp-formula id="FD72">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>det</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ω</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>J</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>After normalization, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> 〈 </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> 〉 </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>At <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> ; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> f </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ; </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> η </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies</p>
      <disp-formula id="FD73">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mi>η</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>η</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mi>η</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>η</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mi>η</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>η</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mi>η</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>η</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>z</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, for arbitrary <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have</p>
      <disp-formula id="FD74">
        <label>(5.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>B</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>v</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD75">
        <label>(5.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>w</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>w</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>w</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>w</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>w</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The formula for calculating the first Lyapunov coefficient is as follows:</p>
      <disp-formula id="FD76">
        <label>(5.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ω</mml:mi>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>Re</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>〈</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>q</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>q</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>q</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>〉</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>〈</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>B</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>q</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>J</mml:mi>
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mi>B</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>q</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>q</mml:mi>
                                  <mml:mo>¯</mml:mo>
                                </mml:mover>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>〉</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>〈</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>B</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>q</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                    <mml:mi>i</mml:mi>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>ω</mml:mi>
                                      <mml:mi>H</mml:mi>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mi>I</mml:mi>
                                    <mml:mo>−</mml:mo>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>J</mml:mi>
                                      <mml:mi>H</mml:mi>
                                    </mml:msub>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msup>
                            <mml:mi>B</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>q</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mi>q</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>〉</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>All vectors and matrices in (5.5) are uniquely determined by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> E </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the model parameters. Therefore, they can be evaluated directly by symbolic substitution or numerical calculation.</p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the eigenvalue branch near <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfying</p>
      <disp-formula id="FD77">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>λ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ω</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and denote the transversality derivative by</p>
      <disp-formula id="FD78">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mi>Re</mml:mi>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≠</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Define</p>
      <disp-formula id="FD79">
        <label>(5.6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>μ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From the normal form of the Hopf bifurcation, the amplitude of the bifurcating periodic solution satisfies</p>
      <disp-formula id="FD80">
        <label>(5.7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>o</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the periodic-solution branch appears on the side <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the periodic-solution branch appears on the side <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The stability of the periodic solution is determined by the sign of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> β </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Theorem 5.1</bold> Assume that (H<sub>1</sub>) and condition (H<sub>5</sub>) hold. Then system (1.2) undergoes a Hopf bifurcation near <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the following conclusions hold:</p>
      <p>1) If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the bifurcating periodic solution is orbitally asymptotically stable, and the Hopf bifurcation is supercritical.</p>
      <p>2) If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the bifurcating periodic solution is unstable, and the Hopf bifurcation is subcritical.</p>
      <p>This result is consistent with the stable limit cycle observed in the numerical simulations. It shows that when the negative feedback among tumor-cell growth, antigen stimulation, T-cell maturation, and immune killing has a sufficiently strong phase difference, the system can shift from stable coexistence to stable periodic oscillation. Biologically, this stable limit cycle represents a recurrence-like process in which tumor burden and immune-cell levels repeatedly rise and fall.</p>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Numerical Simulations</title>
      <p>MATLAB is used to perform numerical simulations of the system. To make the numerical results directly comparable with the preceding theoretical analysis, the nondimensional parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , corresponding to the maximum tumor-cell growth rate, is selected as the main bifurcation parameter. The remaining parameters are fixed as</p>
      <disp-formula id="FD81">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>5.5</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>β</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1.5</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.75</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>η</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.25</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This set is used as an illustrative nondimensional case study rather than as a patient-calibrated parameter set. This set is used because it preserves a biologically feasible positive equilibrium and produces a tumor-invasion threshold together with two Hopf crossings, allowing stable coexistence and recurrence-like periodic oscillations to be compared within a single sweep of <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Quantitative calibration and validation against experimental or clinical data are left for future work.</p>
      <p>The initial conditions are</p>
      <disp-formula id="FD82">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1.9</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>0.8</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>0.16</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>An adaptive Runge-Kutta method is used to solve the differential equations. A sufficiently long transient is removed when plotting the bifurcation and amplitude diagrams. The positive equilibrium is obtained by numerically solving the algebraic equations, while local stability is verified jointly by the eigenvalues of the Jacobian matrix and the Routh-Hurwitz discriminant function. For this parameter set, the transcritical threshold at the boundary equilibrium and the two Hopf critical values are</p>
      <disp-formula id="FD83">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mi>T</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2.000000</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2.631082</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>3.474665.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The eigenvalues and normal-form quantities at the two Hopf critical points are listed in <bold>Table 1</bold>. Numerical differentiation of the critical eigenvalue branch gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.256683 </mml:mn><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 0.165608 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Evaluation of (5.5) gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 0.533949 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 0.056076 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Because both first Lyapunov coefficients are negative, both Hopf points are supercritical under the standard convention, and the emerging periodic solutions are orbitally asymptotically stable. The branch-side coefficients are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.080187 </mml:mn><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 0.338606 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, the stable periodic branch lies on the side <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the first crossing and on the side <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the second crossing. These two orientations delimit the stable oscillatory interval observed numerically around <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Table 1</bold><bold>.</bold> Numerical information at the Hopf critical points.</p>
      <table-wrap id="tbl1">
        <label>Table 1</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>Critical point</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                Positive equilibrium
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ω</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>l</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>Type and cycle stability</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>H</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>2.631082</td>
              <td>(1.760760, 1.173840, 0.138320)</td>
              <td>0.625239</td>
              <td>0.256683</td>
              <td>−0.533949</td>
              <td>Supercritical; stable</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>H</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>3.474665</td>
              <td>(2.681178, 1.787452, 0.305669)</td>
              <td>0.915099</td>
              <td>−0.165608</td>
              <td>−0.056076</td>
              <td>Supercritical; stable</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <sec id="sec6dot1">
        <title>
          6.1. Phase Portraits and Time Evolution for Different Values of
          <inline-formula>
            <mml:math display="inline">
              <mml:mi>γ</mml:mi>
            </mml:math>
          </inline-formula>
        </title>
        <p>We first examine how the system trajectories change for several representative values of <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref> shows the phase portrait and time-evolution curves for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.40 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This parameter value lies to the left of the first Hopf critical value. The positive equilibrium is locally asymptotically stable, and the trajectory converges to a stable coexistence state after a brief damped oscillation. Biologically, this means that the tumor burden and immune-cell levels eventually reach a relatively stable dynamic balance.</p>
        <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the parameter lies between the two Hopf critical values. The positive equilibrium loses local stability, and the system trajectory forms a stable closed orbit near the positive equilibrium. <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref> shows a clear limit cycle in the phase portrait, while the time-evolution curves display sustained periodic oscillations. This indicates a phase-lagged feedback among tumor growth, antigen stimulation, T-cell maturation, and immune killing.</p>
        <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the parameter passes the second Hopf critical value, and the positive equilibrium becomes locally stable again. <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> shows that although the system still undergoes an initial oscillatory adjustment, the trajectory eventually converges to a new positive equilibrium. Compared with the case <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.40 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the equilibrium tumor burden is higher. This result shows that a stronger intrinsic tumor-growth ability raises the final coexistence level of the system.</p>
        <fig id="fig1">
          <label>Figure 1</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724785-rId595.jpeg?20260731023335" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 1</bold><bold>.</bold> Phase portrait and time evolution of the system at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.40 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <fig id="fig2">
          <label>Figure 2</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724785-rId598.jpeg?20260731023335" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 2</bold><bold>.</bold> Stable periodic oscillation of the system at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <fig id="fig3">
          <label>Figure 3</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724785-rId601.jpeg?20260731023335" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 3</bold><bold>.</bold> Stable positive equilibrium of the system at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot2">
        <title>6.2. Comparison of Phase Portraits and Evolution Curves under Parameter Variation</title>
        <p>To compare the effect of <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> on the system dynamics more clearly, <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref> presents the <italic>x</italic>-<italic>z</italic> phase portraits for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.40 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> side by side. The trajectories converge to equilibria when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.40 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , whereas the trajectory remains on a closed curve when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This comparison shows that stable periodic oscillations occur only inside the Hopf interval.</p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref> further compares the time evolution of the mature T-lymphocyte variable <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the tumor variable <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , both curves maintain sustained oscillations, reflecting the long-term mutual restriction between immune killing and tumor growth. For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.40 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.00 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the oscillations gradually decay, and the system eventually enters a stable coexistence state.</p>
        <fig id="fig4">
          <label>Figure 4</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724785-rId628.jpeg?20260731023335" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 4</bold><bold>.</bold> Comparison of the <italic>x</italic>-<italic>z</italic> phase portraits for different values of <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
        <fig id="fig5">
          <label>Figure 5</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724785-rId631.jpeg?20260731023335" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 5</bold><bold>.</bold> Comparison of the evolution curves of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for different values of <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>In summary, the numerical simulations agree with the preceding theoretical analysis. When <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> lies outside the Hopf interval, the system approaches a stable positive equilibrium. When <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> lies between the two Hopf critical values, the system produces stable periodic oscillations. These oscillations provide a natural dynamical explanation for recurrence-like behavior in which tumor burden and immune-cell numbers repeatedly increase and decrease.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Conclusion</title>
      <p>This study presents a detailed dynamical analysis of a two-stage tumor-immune model with T-lymphocyte action. The positivity and boundedness of solutions, the existence of equilibria, and their local stability are systematically discussed. By constructing the Jacobian matrix and applying the Routh-Hurwitz criterion, sufficient conditions for the local asymptotic stability of the positive equilibrium are obtained. The Sotomayor theorem is then used to analyze the transcritical bifurcation at the boundary equilibrium. In addition, Poincare-Andronov-Hopf bifurcation theory is applied to determine the conditions for Hopf bifurcation at a positive equilibrium. The system is further examined from the perspectives of Hopf bifurcation direction and periodic-solution stability, and the first Lyapunov coefficient is used to determine the stability of the bifurcating periodic orbit. The numerical simulations are consistent with the theoretical analysis. When the tumor-growth parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> lies outside the Hopf interval, the system eventually approaches a stable positive equilibrium. When <inline-formula><mml:math><mml:mi> γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> lies between the two Hopf critical values, the system produces stable periodic oscillations. The phase portraits and time-evolution curves reveal a clear nonlinear coupling among tumor growth, antigen stimulation, T-cell maturation, and immune killing. This feedback mechanism can explain periodic fluctuations in tumor burden and immune-cell levels.</p>
      <p>Biologically, a stable positive equilibrium represents long-term coexistence between tumor cells and immune cells. A stable limit cycle induced by a Hopf bifurcation represents an alternating oscillatory process between tumor recurrence and immune suppression. When immune killing is relatively strong, a small tumor perturbation cannot continue to expand. When the intrinsic tumor-growth ability increases or immune-killing efficiency becomes relatively weaker, the system may shift from stable coexistence to periodic oscillation, or even approach a stable state with a higher tumor burden. Therefore, immunotherapy should consider not only the instantaneous killing intensity, but also the duration and replenishment of effector cells, as well as the balance between immune-killing efficiency and tumor-growth ability.</p>
      <p>Overall, the model retains a low dimension and strong analytical tractability. It provides a clear dynamical explanation of stable coexistence, recurrence-like oscillations, and immune control in tumor-immune interactions. Future studies may extend the present framework by introducing NK cells, dendritic cells, macrophages, regulatory T cells, cytokines, immune checkpoints, CAR-T therapy, treatment pulses, time delays, random perturbations, or spatial diffusion. Parameter estimation and model validation based on experimental data may further improve the ability of the model to represent realistic tumor-immune processes. </p>
    </sec>
    <sec id="sec8">
      <title>Acknowledgements</title>
      <p>Sincere thanks to the members of JAMP for their professional performance, and special thanks to managing editor <italic>Hellen XU</italic> for a rare attitude of high quality.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Schreiber, R.D., Old, L.J. and Smyth, M.J. (2011) Cancer Immunoediting: Integrating Immunity’s Roles in Cancer Suppression and Promotion. <italic>Science</italic>, 331, 1565-1570. https://doi.org/10.1126/science.1203486 <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.1203486</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21436444</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1126/science.1203486">https://doi.org/10.1126/science.1203486</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Schreiber, R.D.</string-name>
              <string-name>Old, L.J.</string-name>
              <string-name>Smyth, M.J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>Cancer Immunoediting: Integrating Immunity’s Roles in Cancer Suppression and Promotion</article-title>
            <source>Science</source>
            <volume>331</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.1203486</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">21436444</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hanahan, D. (2022) Hallmarks of Cancer: New Dimensions. <italic>Cancer Discovery</italic>, 12, 31-46. https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-21-1059 <pub-id pub-id-type="doi">10.1158/2159-8290.cd-21-1059</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">35022204</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-21-1059">https://doi.org/10.1158/2159-8290.cd-21-1059</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hanahan, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Hallmarks of Cancer: New Dimensions</article-title>
            <source>Cancer Discovery</source>
            <volume>12</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1158/2159-8290.cd-21-1059</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">35022204</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Eftimie, R., Bramson, J.L. and Earn, D.J.D. (2011) Interactions between the Immune System and Cancer: A Brief Review of Non-Spatial Mathematical Models. <italic>Bulletin of Mathematical Biology</italic>, 73, 2-32.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Eftimie, R.</string-name>
              <string-name>Bramson, J.L.</string-name>
              <string-name>Earn, D.J.D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>Interactions between the Immune System and Cancer: A Brief Review of Non-Spatial Mathematical Models</article-title>
            <source>Bulletin of Mathematical Biology</source>
            <volume>73</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Murray, J.D. (2002) Mathematical Biology I: An Introduction. 3rd Edition, Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Murray, J.D.</string-name>
              <string-name>Edition, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2002</year>
            <article-title>Mathematical Biology I: An Introduction</article-title>
            <source>3rd Edition</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Butner, J.D., Dogra, P., Chung, C., Pasqualini, R., Arap, W., Lowengrub, J., <italic>et al.</italic> (2022) Mathematical Modeling of Cancer Immunotherapy for Personalized Clinical Translation. <italic>Nature Computational Science</italic>, 2, 785-796. https://doi.org/10.1038/s43588-022-00377-z <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s43588-022-00377-z</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">38126024</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1038/s43588-022-00377-z">https://doi.org/10.1038/s43588-022-00377-z</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Butner, J.D.</string-name>
              <string-name>Dogra, P.</string-name>
              <string-name>Chung, C.</string-name>
              <string-name>Pasqualini, R.</string-name>
              <string-name>Arap, W.</string-name>
              <string-name>Lowengrub, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Mathematical Modeling of Cancer Immunotherapy for Personalized Clinical Translation</article-title>
            <source>Nature Computational Science</source>
            <volume>2</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s43588-022-00377-z</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">38126024</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Delisi, C. and Rescigno, A. (1977) Immune surveillance and Neoplasia—I. A Minimal Mathematical Model. <italic>Bulletin of Mathematical Biology</italic>, 39, 201-221. https://doi.org/10.1016/s0092-8240(77)80008-6 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0092-8240(77)80008-6</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s0092-8240(77)80008-6">https://doi.org/10.1016/s0092-8240(77)80008-6</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Delisi, C.</string-name>
              <string-name>Rescigno, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>1977</year>
            <article-title>Immune surveillance and Neoplasia—I</article-title>
            <source>A Minimal Mathematical Model. Bulletin of Mathematical Biology</source>
            <volume>8240</volume>
            <issue>77</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0092-8240(77)80008-6</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Rescigno, A. and Delisi, C. (1977) Immune Surveillance and Neoplasia—II. A Two-Stage Mathematical Model. <italic>Bulletin of Mathematical Biology</italic>, 39, 487-497. https://doi.org/10.1016/s0092-8240(77)90009-x <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0092-8240(77)90009-x</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s0092-8240(77)90009-x">https://doi.org/10.1016/s0092-8240(77)90009-x</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Rescigno, A.</string-name>
              <string-name>Delisi, C.</string-name>
            </person-group>
            <year>1977</year>
            <article-title>Immune Surveillance and Neoplasia—II</article-title>
            <source>A Two-Stage Mathematical Model. Bulletin of Mathematical Biology</source>
            <volume>8240</volume>
            <issue>77</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0092-8240(77)90009-x</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Kuznetsov, V.A., Makalkin, I.A., Taylor, M.A. and Perelson, A.S. (1994) Nonlinear Dynamics of Immunogenic Tumors: Parameter Estimation and Global Bifurcation Analysis. <italic>Bulletin of Mathematical Biology</italic>, 56, 295-321. https://doi.org/10.1007/bf02460644 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf02460644</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">8186756</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/bf02460644">https://doi.org/10.1007/bf02460644</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kuznetsov, V.A.</string-name>
              <string-name>Makalkin, I.A.</string-name>
              <string-name>Taylor, M.A.</string-name>
              <string-name>Perelson, A.S.</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>Nonlinear Dynamics of Immunogenic Tumors: Parameter Estimation and Global Bifurcation Analysis</article-title>
            <source>Bulletin of Mathematical Biology</source>
            <volume>56</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf02460644</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">8186756</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Kirschner, D. and Panetta, J.C. (1998) Modeling Immunotherapy of the Tumor-Immune Interaction. <italic>Journal</italic><italic>of</italic><italic>Mathematical</italic><italic>Biology</italic>, 37, 235-252. https://doi.org/10.1007/s002850050127 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s002850050127</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">9785481</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s002850050127">https://doi.org/10.1007/s002850050127</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kirschner, D.</string-name>
              <string-name>Panetta, J.C.</string-name>
            </person-group>
            <year>1998</year>
            <article-title>Modeling Immunotherapy of the Tumor-Immune Interaction</article-title>
            <source>Journal of Mathematical Biology</source>
            <volume>37</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s002850050127</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">9785481</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">de Pillis, L.G., Radunskaya, A.E. and Wiseman, C.L. (2005) A Validated Mathematical Model of Cell-Mediated Immune Response to Tumor Growth. <italic>Cancer</italic><italic>Research</italic>, 65, 7950-7958. https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-05-0564 <pub-id pub-id-type="doi">10.1158/0008-5472.can-05-0564</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">16140967</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-05-0564">https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-05-0564</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Pillis, L.G.</string-name>
              <string-name>Radunskaya, A.E.</string-name>
              <string-name>Wiseman, C.L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>A Validated Mathematical Model of Cell-Mediated Immune Response to Tumor Growth</article-title>
            <source>Cancer Research</source>
            <volume>65</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1158/0008-5472.can-05-0564</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">16140967</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Liu, D., Ruan, S. and Zhu, D. (2012) Stable Periodic Oscillations in a Two-Stage Cancer Model of Tumor and Immune System Interactions. <italic>Mathematical Biosciences and Engineering</italic>, 9, 347-368.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Liu, D.</string-name>
              <string-name>Ruan, S.</string-name>
              <string-name>Zhu, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Stable Periodic Oscillations in a Two-Stage Cancer Model of Tumor and Immune System Interactions</article-title>
            <source>Mathematical Biosciences and Engineering</source>
            <volume>9</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Pang, L., Liu, S., Zhang, X. and Tian, T. (2020) Mathematical Modeling and Dynamic Analysis of Anti-Tumor Immune Response. <italic>Journal of Applied Mathematics and Computing</italic>, 62, 473-488. https://doi.org/10.1007/s12190-019-01292-9 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s12190-019-01292-9</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s12190-019-01292-9">https://doi.org/10.1007/s12190-019-01292-9</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Pang, L.</string-name>
              <string-name>Liu, S.</string-name>
              <string-name>Zhang, X.</string-name>
              <string-name>Tian, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>Mathematical Modeling and Dynamic Analysis of Anti-Tumor Immune Response</article-title>
            <source>Journal of Applied Mathematics and Computing</source>
            <volume>62</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s12190-019-01292-9</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Li, J., Chen, Y., Guo, J., Wu, H., Xi, X. and Zhang, D. (2025) Dynamical Analysis of a Simple Tumor-Immune Model with Two-Stage Lymphocytes. <italic>Mathematical Methods in</italic><italic>the Applied Sciences</italic>, 48, 10016-10027. https://doi.org/10.1002/mma.10863 <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/mma.10863</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1002/mma.10863">https://doi.org/10.1002/mma.10863</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Li, J.</string-name>
              <string-name>Chen, Y.</string-name>
              <string-name>Guo, J.</string-name>
              <string-name>Wu, H.</string-name>
              <string-name>Xi, X.</string-name>
              <string-name>Zhang, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Dynamical Analysis of a Simple Tumor-Immune Model with Two-Stage Lymphocytes</article-title>
            <source>Mathematical Methods in the Applied Sciences</source>
            <volume>48</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/mma.10863</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Lai, N., Farman, A. and Byrne, H.M. (2025) The Impact of T-Cell Exhaustion Dynamics on Tumour-Immune Interactions and Tumour Growth. <italic>Bulletin of Mathematical Biology</italic>, 87, Article No. 61. https://doi.org/10.1007/s11538-025-01433-1 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11538-025-01433-1</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">40172752</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11538-025-01433-1">https://doi.org/10.1007/s11538-025-01433-1</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lai, N.</string-name>
              <string-name>Farman, A.</string-name>
              <string-name>Byrne, H.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>The Impact of T-Cell Exhaustion Dynamics on Tumour-Immune Interactions and Tumour Growth</article-title>
            <source>Bulletin of Mathematical Biology</source>
            <volume>87</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11538-025-01433-1</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">40172752</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Yao, Y., Chen, Y.F. and Zhang, Q. (2024) Optimized Patient-Specific Immune Checkpoint Inhibitor Therapies for Cancer Treatment Based on Tumor Immune Microenvironment Modeling. <italic>Briefings in Bioinformatics</italic>, 25, bbae547. https://doi.org/10.1093/bib/bbae547 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/bib/bbae547</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">39451158</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/bib/bbae547">https://doi.org/10.1093/bib/bbae547</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Yao, Y.</string-name>
              <string-name>Chen, Y.F.</string-name>
              <string-name>Zhang, Q.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>Optimized Patient-Specific Immune Checkpoint Inhibitor Therapies for Cancer Treatment Based on Tumor Immune Microenvironment Modeling</article-title>
            <source>Briefings in Bioinformatics</source>
            <volume>25</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/bib/bbae547</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">39451158</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Arulraj, T., Wang, H., Ippolito, A., <italic>et al.</italic> (2024) Leveraging Multi-Omics Data to Empower Quantitative Systems Pharmacology in Immuno-Oncology. <italic>Briefings in Bioinformatics</italic>, 25, bbae131.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Arulraj, T.</string-name>
              <string-name>Wang, H.</string-name>
              <string-name>Ippolito, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>Leveraging Multi-Omics Data to Empower Quantitative Systems Pharmacology in Immuno-Oncology</article-title>
            <source>Briefings in Bioinformatics</source>
            <volume>25</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Kuznetsov, Y.A. (2004) Elements of Applied Bifurcation Theory. 3rd Edition, Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kuznetsov, Y.A.</string-name>
              <string-name>Edition, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>Elements of Applied Bifurcation Theory</article-title>
            <source>3rd Edition</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Perko, L. (2001) Differential Equations and Dynamical Systems. 3rd Edition, Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Perko, L.</string-name>
              <string-name>Edition, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2001</year>
            <article-title>Differential Equations and Dynamical Systems</article-title>
            <source>3rd Edition</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>