<?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.2026.148154</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">jamp-153387</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>Dynamic Analysis of an HTLV-I Infection Model Involving CTL Immune Responses and Immunotaxis</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name name-style="western">
            <surname>Kang</surname>
            <given-names>Hongyan</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Huang</surname>
            <given-names>Yinji</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 authors declare no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>10</day>
        <month>08</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>08</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>14</volume>
      <issue>08</issue>
      <fpage>3167</fpage>
      <lpage>3180</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>26</day>
          <month>07</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>22</day>
          <month>08</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>25</day>
          <month>08</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.2026.148154">https://doi.org/10.4236/jamp.2026.148154</self-uri>
      <abstract>
        <p>This paper investigates the Hopf bifurcation problem for a class of reaction-diffusion models of HTLV-I infection that incorporate CTL immune responses and immunochemotaxis. Using the chemotaxis coefficient as the bifurcation parameter, this paper derives the conditions for the existence of a Hopf bifurcation at a positive equilibrium point and the existence of periodic solutions. Furthermore, it determines the bifurcation direction and stability of the periodic solutions: if <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>ξ</p>
        <p>k</p>
        <p>0</p>
        <p>H</p>
        <p>″</p>
        <p>(</p>
        <p>0</p>
        <p>)&gt;0</p>
        <p>, the bifurcation direction is supercritical, and the periodic solution is stable; if <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>ξ</p>
        <p>k</p>
        <p>0</p>
        <p>H</p>
        <p>″</p>
        <p>(</p>
        <p>0</p>
        <p>)&lt;0</p>
        <p>, the bifurcation direction is subcritical, and the periodic solution is unstable.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Immune Chemotaxis</kwd>
        <kwd>Hopf Bifurcation</kwd>
        <kwd>Periodic Solutions</kwd>
        <kwd>Stability</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Communicable diseases are primarily caused by pathogens such as bacteria, viruses, fungi, and parasites, and are transmitted through the air, water, food, and other routes. Their spread affects not only human physical and mental health but also social and economic development. Human T-cell leukemia virus type I (HTLV-I) is a pathogenic retrovirus that is prevalent primarily in the Caribbean, Japan, Central Africa, and South America [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. Following infection, HTLV-I can persist in the host for a long time, causing HTLV-I-associated myelopathy (HAM), also known as tropical spastic paraplegia (TSP), a chronic inflammatory disease of the central nervous system (CNS) [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Additionally, HTLV-I infection can lead to malignant hematological diseases such as adult T-cell leukemia/lymphoma (ATL) [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>].</p>
      <p>Individuals infected with HTLV-I typically display no obvious clinical manifestations; only 0.25% - 3.8% develop HAM/TSP, and 2% - 3% develop ATL. These patients have very high levels of CD8<sup>+</sup> cytotoxic T lymphocytes (CTLs) in their peripheral blood [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Experiments have demonstrated that CTLs can reduce viral load, clear infected cells, and protect the body [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]; however, when CTL levels are excessively high, they release large amounts of toxins, leading to the symptoms of HAM/TSP [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. Therefore, incorporating the CTL immune response into the development of a dynamic model of HTLV-I infection is of great significance for gaining a deeper understanding of the pathogenesis of ATL and HAM/TSP and for formulating treatment strategies.</p>
      <p>In 1999, Wodarz <italic>et al.</italic> first constructed an HTLV-I infection model that accounted for interactions between healthy and infected CD4<sup>+</sup>T cells [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. Subsequently, Gómez-Acevedo and Li demonstrated the existence of the backward branch described in reference [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>] through their analysis [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. In 2002, Wodarz <italic>et al.</italic> established an HTLV-I infection model incorporating CTL immune responses to study the impact of CTL immunity on viral replication [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>], using the bilinear function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to describe the proliferation of CTL immune cells. Sun and Wei studied a class of HTLV-I infection models incorporating a CTL immune response and demonstrated that the global dynamical behavior of the system is determined by two threshold parameters, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>].</p>
      <p>In 2012, Li and Shu [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>] established and studied a model of HTLV-I infection involving a CTL immune response; they introduced a time delay into the model and demonstrated that this delay can destabilize the HAM/TSP equilibrium, leading to a Hopf bifurcation and stable periodic oscillations. Jia and Xu studied a class of HTLV-I models featuring a Beddington-DeAngelis incidence rate of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></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:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and infection delays, investigating the effects of single and double delays on the system dynamics [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. Chen <italic>et al.</italic> studied a class of infection models featuring Logistic growth of healthy cells and CTL immune proliferation described by the function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><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:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></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> q </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></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> ε </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and investigated the local and global stability of the model’s equilibrium points [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. Li and Zhou constructed a mathematical model featuring Logistic growth of healthy cells and an infection rate given by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and investigated the existence of backward branches in the model [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. Zhang <italic>et al.</italic> studied the global dynamical behavior of a class of HTLV-I infection models featuring intracellular time delays and saturated CTL immune responses, proving the existence and local asymptotic stability of viable equilibria [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. Xu and Yang studied the dynamics of an HTLV-I infection model featuring a saturated immune response and immune impairment. By calculating the unactivated and activated reproduction numbers, they discussed the stability of equilibrium points with (and without) time delays, as well as branching [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>].</p>
      <p>Building on the research in references [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>] and based on the work in reference [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>], we account for host resource limitations by incorporating a logistic growth model for the number of healthy cells; furthermore, since the immune response does not increase indefinitely with rising viral load, we adopt a saturated CTL immune response. We aim to study a model of HTLV-I infection characterized by logistic growth and a saturated CTL immune response</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: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:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>K</mml:mi>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                    <mml:mi>x</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>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>β</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>μ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mi>y</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>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:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>μ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this model, <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> y </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mi> z </mml:mi></mml:math></inline-formula> represent, respectively, the densities of healthy CD4<sup>+</sup>T cells, infected CD4<sup>+</sup>T cells, and HTLV-I-specific CD8<sup>+</sup>CTL cells at time <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mi> r </mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the natural proliferation rate of healthy CD4<sup>+</sup>T cells; <inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the carrying capacity of healthy CD4<sup>+</sup>T cells; <inline-formula><mml:math><mml:mi> β </mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the viral infection rate; <inline-formula><mml:math><mml:mi> p </mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the intensity of the CTL response, <italic>i.e.</italic>, the rate at which the CTL immune response clears infected cells; <inline-formula><mml:math><mml:mi> c </mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the proliferation rate of CTL s; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the CTL suppression rate, that is, CTL cells are stimulated by the virus and are generated at a rate of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><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> μ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represent the natural death rates of infected CD4<sup>+</sup>T cells and CTL cells, respectively.</p>
      <p>For convenience in calculation, Equation (1.1) is nondimensionalized as follows: </p>
      <disp-formula id="FD2">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>K</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>K</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>w</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mi>t</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Define the dimensionless parameters:</p>
      <disp-formula id="FD3">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>β</mml:mi>
                <mml:mi>K</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>r</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>r</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mi>q</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mi>K</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>r</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>r</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Continuing to use <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> to denote <inline-formula><mml:math><mml:mi> τ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , Equation (1.1) can be written as</p>
      <disp-formula id="FD4">
        <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>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: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:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mi>v</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>v</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>a</mml:mi>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mi>w</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>w</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:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                    <mml:mo>.</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Individual cells often exhibit significant spatial heterogeneity; therefore, spatial heterogeneity plays an indispensable role in infectious disease modeling and helps elucidate the spatial complexity of infectious disease dynamics. References [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>] have investigated the role of convection in the dynamics of infectious disease models, while references [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>] have discussed the impact of chemotaxis on infectious disease modeling. The introduction of chemotaxis makes the established infectious disease models more realistic and can significantly enhance the effectiveness of disease prevention. Therefore, considering the impact of spatial heterogeneity on the dynamics between immune cells and infected cells, this paper investigates an HTLV-I infection model incorporating immune chemotaxis: </p>
      <disp-formula id="FD5">
        <label>(1.3)</label>
        <mml:math>
          <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>u</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>Δ</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <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:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>Δ</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>w</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>Δ</mml:mi>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mo>∇</mml:mo>
                        <mml:mo>⋅</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </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:mi>u</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:mi>ν</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:mi>ν</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:mi>ν</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>w</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Here, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> w </mml:mi><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> describes the movement of CTL immune cells toward regions of high infected cell concentration. From a biological perspective, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> indicates that CTL immune cells move toward regions of high infected cell density, whereas <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> implies that CTL immune cells move away from the habitats of infected cells to prevent large numbers of infected cells from aggregating and forming a defense.</p>
      <p>This paper primarily investigates the existence of Hopf branches in model (1.3), as well as the branch direction and stability of periodic solutions on these branches.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Existence and Stability of Periodic Solutions</title>
      <p>The positive equilibrium of model (1.2) is</p>
      <disp-formula id="FD6">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>a</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>w</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>w</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mi>e</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mi>e</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <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>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the positive equilibrium of model (1.2) exists.</p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> w </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a positive equilibrium point of model (1.3). At <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the following conclusions hold:</p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a bounded domain with smooth boundary, and let the initial data <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> w </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be nonnegative and not identically zero. Under homogeneous Neumann boundary conditions, the theory of parabolic equations ensures that system (1.3) admits a unique local classical solution, and <inline-formula><mml:math><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:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Theorem 2.1</bold> Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> holds, then</p>
      <p>1) When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </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:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> w </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is locally asymptotically stable;</p>
      <p>2) When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> w </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is locally asymptotically stable; </p>
      <p>3) When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> w </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is unstable. Where</p>
      <disp-formula id="FD7">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mi>S</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>w</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>μ</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</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:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD8">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>μ</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>μ</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>w</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:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD9">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD10">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>w</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:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</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:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD11">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>w</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:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>w</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:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD12">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>w</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:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>w</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:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>w</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>w</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>w</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:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We now discuss the existence and stability of periodic solutions for model (1.3). For computational convenience, this paper primarily considers the one-dimensional case of (1.3), namely the model</p>
      <disp-formula id="FD13">
        <label>(2.1)</label>
        <mml:math>
          <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>u</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <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:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>w</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>d</mml:mi>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>w</mml:mi>
                                  <mml:mo>′</mml:mo>
                                </mml:msup>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mi>w</mml:mi>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>v</mml:mi>
                                  <mml:mo>′</mml:mo>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>w</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>l</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>w</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>l</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The symbol <inline-formula><mml:math><mml:mo> ' </mml:mo></mml:math></inline-formula> denotes the derivative with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Combining Theorem 2.1, we see that the periodic solution of model (2.1) branches off from the positive</p>
      <p>equilibrium point at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . When <inline-formula><mml:math><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:math></inline-formula> passes through <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the equilibrium point becomes unstable via a Hopf bifurcation. To apply bifurcation theory to model (2.1) at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , this paper must verify that the real part of the characteristic root at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> lies on the imaginary axis. When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </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> , the linearization matrix of model (1.3) has the following purely imaginary roots</p>
      <disp-formula id="FD14">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>H</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where</p>
      <disp-formula id="FD15">
        <label>(2.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <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:msub>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>w</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:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>w</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus, model (1.3) may generate a Hopf branch at a positive equilibrium point. Below, we explain when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </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> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be</p>
      <p>the unique root of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </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> , whose expression is</p>
      <disp-formula id="FD16">
        <label>(2.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mi>M</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>μ</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <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:msub>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>w</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:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , Calculations show that the following order relations hold among <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Lemma 2.1</bold> For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∀ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , either <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Furthermore, if the former holds, then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If the latter holds, then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>By Lemma 2.1, the linearization matrix of model (1.3) has a pair of purely imaginary roots if and only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This implies that a Hopf branch of model (2.1) at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can occur only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, in the subsequent analysis of Hopf branches, this paper consistently assumes that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <sec id="sec2dot1">
        <title>2.1. Hopf Branch</title>
        <p>This subsection primarily proves the existence of a Hopf branch for model (2.1) under the assumption that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . To apply the branch theorem [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>] at the point <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it is necessary to prove that the transversality condition holds. Similar to Theorem 3.4 in [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>], the existence of non-trivial periodic solutions for model (2.1) yields the following result.</p>
        <p><bold>Theorem 2.2</bold> Assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ∀ </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then, there exists a normal constant <inline-formula><mml:math><mml:mi> θ </mml:mi></mml:math></inline-formula> and a unique single-parameter family of non-trivial periodic orbits</p>
        <disp-formula id="FD17">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ω</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mi>ϵ</mml:mi>
              <mml:mo>∈</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>θ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>θ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>→</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and satisfying <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><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:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> U </mml:mi></mml:mstyle><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and</p>
        <disp-formula id="FD18">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mtext>*</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>ϵ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>V</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ν</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>V</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ν</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>cos</mml:mi>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>o</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a non-trivial solution to model (2.1), and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a periodic solution with respect to time <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> , with period</p>
        <disp-formula id="FD19">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>T</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≈</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ν</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>where</mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msqrt>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>Q</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msqrt>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ± </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a pair of eigenvalues and eigenvectors of the linearization matrix of model (1.3). Furthermore, for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> θ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and all non-trivial periodic orbits of model (2.1) in the vicinity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> must lie on the orbits <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> θ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In other words, in the vicinity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , if for some <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and a small constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the model (2.1) has a non-trivial periodic solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of period <inline-formula><mml:math><mml:mi> T </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi> max </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Then, there exist <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> θ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and some <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><bold>Proof</bold> The method is inspired by Theorem 6.1 in Reference [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>]. By Theorem 2.1, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </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> , in which case the linearization matrix of model (1.3) has a pair of purely imaginary roots <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mtext> i </mml:mtext><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the linearized matrix of (1.3) has no eigenvalues of the form <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Furthermore, since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , 0 is also not an eigenvalue of the linearization matrix of model (1.3) when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For <inline-formula><mml:math><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:math></inline-formula> in the vicinity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , let the three roots of the linearized matrix of model (1.3) be <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mtext> i </mml:mtext><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , respectively, such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ν </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> . Based on the relationship between the coefficients and roots of the characteristic equation of model (1.3), we obtain </p>
        <disp-formula id="FD20">
          <label>(2.4)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mi>Q</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>κ</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>ν</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>ξ</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ν</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>ξ</mml:mi>
                            <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:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>.</mml:mo>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Here, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are as shown in (2.2) above, and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is given by:</p>
        <disp-formula id="FD21">
          <mml:math>
            <mml:mtable>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>μ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>e</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msup>
                                        <mml:mi>w</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:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>μ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>e</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msup>
                                        <mml:mi>w</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:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mtext>*</mml:mtext>
                      </mml:msup>
                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>μ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Differentiating each term in Equation (2.4) with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:math></inline-formula> yields</p>
        <disp-formula id="FD22">
          <label>(2.5)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mi>κ</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>β</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                <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>
        <disp-formula id="FD23">
          <label>(2.6)</label>
          <mml:math>
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtable>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mi>ν</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>κ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ν</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mi>ν</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </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>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>β</mml:mi>
                                <mml:mo>′</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ν</mml:mi>
                                <mml:mo>′</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                      </mml:mtable>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </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:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mtext>*</mml:mtext>
                              </mml:msup>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>w</mml:mi>
                                <mml:mtext>*</mml:mtext>
                              </mml:msup>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mfrac>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>k</mml:mi>
                                          <mml:mi>π</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mi>l</mml:mi>
                                      </mml:mfrac>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mtext>*</mml:mtext>
                              </mml:msup>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>w</mml:mi>
                                <mml:mtext>*</mml:mtext>
                              </mml:msup>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mfrac>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>k</mml:mi>
                                          <mml:mi>π</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mi>l</mml:mi>
                                      </mml:mfrac>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>d</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mfrac>
                                            <mml:mrow>
                                              <mml:mi>k</mml:mi>
                                              <mml:mi>π</mml:mi>
                                            </mml:mrow>
                                            <mml:mi>l</mml:mi>
                                          </mml:mfrac>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo>)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>u</mml:mi>
                                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                                  </mml:msup>
                                </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:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Given that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> β </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , solving Equation (2.6) at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> yields</p>
        <disp-formula id="FD24">
          <label>(2.7)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>β</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                  <mml:mi>π</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mi>l</mml:mi>
                              </mml:mfrac>
                            </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>e</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msup>
                                        <mml:mi>w</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:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ν</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and</p>
        <disp-formula id="FD25">
          <label>(2.8)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>κ</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mfrac>
              <mml:msup>
                <mml:mi>β</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>This establishes the transverse condition, and the theorem is thus proved.</p>
        <p>From a dynamical perspective, under normal physiological conditions with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , chemotactic factors secreted by infected cells guide CTL to migrate and accumulate at infection foci, establishing a stable negative feedback regulation between viral proliferation and immune clearance, and the system maintains a stable positive equilibrium. When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , repulsive chemotaxis reduces the effective accumulation of CTL at infection sites and attenuates the negative feedback regulation of viral proliferation by immune clearance, thereby destabilizing the system and inducing periodic oscillations. This dynamical feature may correspond to the pathological scenario of chronic HTLV-I infection, in which an immunosuppressive microenvironment impairs the directed recruitment of CTLs, resulting in periodic fluctuations in viral load and immune response levels.</p>
        <p>The subsequent numerical simulations are used to verify that model (2.1) produces spatially inhomogeneous periodic solutions.</p>
        <p><bold>Example 1</bold> We choose the parameters <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.8986 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.6333 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 11.3466 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.9384 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.6333 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.0111 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.0527 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.6002 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we obtain <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0.4340 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0.1155 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0.3970 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Setting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 14 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 13.12 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the systems positive equilibrium point becomes unstable. On the one-dimensional interval <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the spatial domain is discretized using a uniform grid with 100 grid points, and the time interval is taken as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 250 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with 1501 output time levels. The initial condition is chosen as a small perturbation around the positive equilibrium <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with perturbation amplitude 0.02, and the spatial distribution is given by the eigenfunction corresponding to the most unstable mode of the linearized system. Plotting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><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:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> yields the spatiotemporal pattern shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>.</p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot2">
        <title>2.2. Stability of Branch-Periodic Solutions</title>
        <p>We now investigate the stability of the periodic solutions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> established in Theorem 2.2. Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and that all conditions in Theorem 2.2 hold; then the following stability conclusion holds.</p>
        <p><bold>Theorem 2.3</bold> Assuming that all conditions of Theorem 2.2 are satisfied, the following conclusions hold for model (2.1):</p>
        <p>1) If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><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:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><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 branching direction is supercritical (subcritical), and the periodic solution is stable (unstable).</p>
        <fig id="fig1">
          <label>Figure 1</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724847-rId343.jpeg?20260825032703" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 1.</bold> Space-time diagram of system (2.1) in one dimension. </p>
        <p>2) For all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the periodic solution is always unstable.</p>
        <p><bold>Proof</bold> Define <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> w </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the periodic solution on the branch <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> obtained from Theorem 2.2. Rewrite model (2.1) in the following abstract form</p>
        <disp-formula id="FD26">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </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 mathvariant="script">G</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                    <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>where</p>
        <disp-formula id="FD27">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                    <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:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mo>″</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mo>″</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>w</mml:mi>
                              <mml:mo>′</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>ξ</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>w</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>v</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>′</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>w</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>w</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>e</mml:mi>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </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>Applying differentiation with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> to the above abstract system, and letting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ˙ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we obtain</p>
        <disp-formula id="FD28">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi>U</mml:mi>
                      <mml:mo>˙</mml:mo>
                    </mml:mover>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </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 mathvariant="script">G</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mo>˙</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>It can be observed that 0 is the Floquet index, and 1 is the Floquet multiplier of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>Substituting the perturbation solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> w </mml:mi><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and linearizing the periodic approximation on the branch <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> where <inline-formula><mml:math><mml:mi> w </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a sufficiently small <inline-formula><mml:math><mml:mi> T </mml:mi></mml:math></inline-formula> -periodic function and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a continuously differentiable function of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ϵ </mml:mi></mml:math></inline-formula> we obtain</p>
        <disp-formula id="FD29">
          <label>(2.9)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </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 mathvariant="script">G</mml:mi>
                <mml:mi>U</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>w</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>κ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>w</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> U </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined by</p>
        <disp-formula id="FD30">
          <mml:math>
            <mml:mtable>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>U</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>D</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <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:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>w</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>ξ</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ϵ</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <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: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:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mo>″</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mo>″</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mi>w</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mn>3</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>w</mml:mi>
                                <mml:mo>′</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                                <mml:mi>H</mml:mi>
                              </mml:msubsup>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>w</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mi>v</mml:mi>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>v</mml:mi>
                                          <mml:mo>′</mml:mo>
                                        </mml:msup>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mi>w</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>′</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>f</mml:mi>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>w</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>w</mml:mi>
                                    <mml:mi>k</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>f</mml:mi>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>v</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msup>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mrow>
                                            <mml:mo>(</mml:mo>
                                            <mml:mrow>
                                              <mml:mn>1</mml:mn>
                                              <mml:mo>+</mml:mo>
                                              <mml:msub>
                                                <mml:mi>w</mml:mi>
                                                <mml:mi>k</mml:mi>
                                              </mml:msub>
                                            </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:mi>e</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>w</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                      </mml:mtable>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The given Frchet derivatives with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> . By constructing eigenvalues, we can determine the stability of the branch solution near the branch point <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , Equation (2.8) corresponds to an eigenvalue problem, where</p>
        <disp-formula id="FD31">
          <label>(2.10)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>w</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mi>κ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>w</mml:mi>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD32">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                <mml:mi>U</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mtext>*</mml:mtext>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                </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>d</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>d</mml:mtext>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>d</mml:mtext>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>ξ</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>d</mml:mtext>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>d</mml:mtext>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msup>
                                        <mml:mi>w</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:mi>e</mml:mi>
                        </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>It is immediately apparent that the spectrum of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is infinite-dimensional; in particular, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> corresponds to the linearization matrix of the chemotaxis model (1.3) at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
        <disp-formula id="FD33">
          <label>(2.11)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                </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:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                      <mml:mi>π</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                      <mml:mi>π</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>ξ</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>w</mml:mi>
                            <mml:mtext>*</mml:mtext>
                          </mml:msup>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                      <mml:mi>π</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                      <mml:mi>π</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>v</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:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msup>
                                        <mml:mi>w</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:mi>e</mml:mi>
                        </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>Suppose that for some <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> max </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> S </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . First, we prove that for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the branch curve <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the vicinity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is unstable. In fact, let the eigenvalues of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By Theorem 2.1, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has at least one distinct eigenvalue with a positive real part. Therefore, for any positive integer <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has at least one eigenvalue with a positive real part; that is, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </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></inline-formula> . By fundamental perturbation theory for eigenvalues, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then for sufficiently small <inline-formula><mml:math><mml:mi> ϵ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , all branch curves <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the vicinity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are unstable. This means that for a periodic solution to be stable, it necessarily lies on the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -th branch, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> attains its minimum for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<italic>i.e.</italic>, it is the leftmost branch), and all branches to its right are always unstable.</p>
        <p>Further discussion follows regarding the stability of the branch <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the vicinity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . According to [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>], Lemma 2.10, the eigenvalue <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a continuous real-valued function of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ϵ </mml:mi></mml:math></inline-formula> in the vicinity of the origin. For <inline-formula><mml:math><mml:mi> ϵ </mml:mi></mml:math></inline-formula> in the vicinity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the eigenvalues corresponding to matrix (2.11) are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mtext> i </mml:mtext><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>], Theorem 2.13, it follows that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have the same zeros in a small neighborhood of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:msup><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have the same sign if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:msup><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:msup><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><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:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>], we know that if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the periodic solution is stable; if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the periodic solution is unstable. Furthermore, since it has already been proven in Theorem 2.2 that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><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> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have the same sign. Therefore, we need to perform a perturbation analysis in the neighborhood of the critical value <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , expanding <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the periodic solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> into Taylor series in <inline-formula><mml:math><mml:mi> ϵ </mml:mi></mml:math></inline-formula> and substituting them into model (2.1). Combining this with [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>], it can be shown through calculation that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, the branching direction and stability of the branching periodic solution are determined by the sign of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><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 branch direction is supercritical and the periodic solution is stable; if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><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 branch direction is subcritical and the periodic solution is unstable.</p>
        <p><bold>Note</bold> It bears mentioning that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be computed using the canonical form and the central manifold theorem in reference [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>]. While straightforward, this calculation is rather tedious; therefore, the specific computational process is omitted here.</p>
        <p>The scenario described by Theorem (2.3(1)) is illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref> using a simple diagram.</p>
        <fig id="fig2">
          <label>Figure 2</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724847-rId508.jpeg?20260825032703" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 2</bold><bold>.</bold> Branching diagram for theorem 2.3.</p>
        <p>In the illustration, the solid red line indicates that the branch curve is stable, while the dashed blue line indicates that the branch curve is unstable.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Conclusions</title>
      <p>This manuscript investigates the Hopf bifurcation problem in a reaction-diffusion model of HTLV-I infection that incorporates CTL immune responses and chemotactic effects, and systematically analyzes the existence of Hopf bifurcations at positive equilibrium points as well as the stability of bifurcation periodic solutions.</p>
      <p>Mathematically, this paper derives the critical conditions for the occurrence of a Hopf bifurcation, proves the existence of periodic solutions near the bifurcation point, and determines the bifurcation direction and stability of the periodic solutions: if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><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 bifurcation direction is supercritical, the periodic solutions are stable; if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup></mml:msubsup><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 bifurcation direction is subcritical, the periodic solutions are unstable.</p>
      <p>From a biological perspective, this result implies that the system undergoes a transition from a stable equilibrium to sustained periodic oscillations as the CTL chemotaxis intensity varies.</p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>Author Contributions</title>
      <p>First and corresponding author, Hongyan Kang: Conceptualization, mathematical derivation for bifurcation analysis, numerical simulation, original draft writing, interpretation of results, manuscript editing and review. Co‑author, Yinji Huang: Model nondimensionalization, equilibrium point analysis.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gessain, A. and Cassar, O. (2012) Epidemiological Aspects and World Distribution of HTLV-1 Infection. <italic>Frontiers in Microbiology</italic>, 3, Article 388. https://doi.org/10.3389/fmicb.2012.00388 <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fmicb.2012.00388</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">23162541</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fmicb.2012.00388">https://doi.org/10.3389/fmicb.2012.00388</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gessain, A.</string-name>
              <string-name>Cassar, O.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Epidemiological Aspects and World Distribution of HTLV-1 Infection</article-title>
            <source>Frontiers in Microbiology</source>
            <volume>3</volume>
            <elocation-id>388</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fmicb.2012.00388</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">23162541</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Román, G. and Osame, M. (1988) Identity of HTLV-I-Associated Tropical Spastic Paraparesis and Htlv-I-Associated Myelopathy. <italic>The Lancet</italic>, 331, 651. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(88)91452-3 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0140-6736(88)91452-3</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">2894583</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s0140-6736(88)91452-3">https://doi.org/10.1016/s0140-6736(88)91452-3</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Osame, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>1988</year>
            <article-title>Identity of HTLV-I-Associated Tropical Spastic Paraparesis and Htlv-I-Associated Myelopathy</article-title>
            <source>The Lancet</source>
            <volume>6736</volume>
            <issue>88</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0140-6736(88)91452-3</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">2894583</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Osame, M., Janssen, R., Kubota, H., Nishitani, H., Igata, A., Nagataki, S., <italic>et al</italic>. (1990) Nationwide Survey of HTLV-I—Associated Myelopathy in Japan: Association with Blood Transfusion. <italic>Annals of Neurology</italic>, 28, 50-56. https://doi.org/10.1002/ana.410280110 <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/ana.410280110</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">2375633</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1002/ana.410280110">https://doi.org/10.1002/ana.410280110</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Osame, M.</string-name>
              <string-name>Janssen, R.</string-name>
              <string-name>Kubota, H.</string-name>
              <string-name>Nishitani, H.</string-name>
              <string-name>Igata, A.</string-name>
              <string-name>Nagataki, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>1990</year>
            <article-title>Nationwide Survey of HTLV-I—Associated Myelopathy in Japan: Association with Blood Transfusion</article-title>
            <source>Annals of Neurology</source>
            <volume>28</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/ana.410280110</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">2375633</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gallo, R.C. (2005) History of the Discoveries of the First Human Retroviruses: HTLV-1 and HTLV-2. <italic>Oncogene</italic>, 24, 5926-5930. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208980 <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/sj.onc.1208980</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">16155599</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208980">https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208980</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gallo, R.C.</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>History of the Discoveries of the First Human Retroviruses: HTLV-1 and HTLV-2</article-title>
            <source>Oncogene</source>
            <volume>24</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/sj.onc.1208980</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">16155599</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Shichijo, T. and Yasunaga, J. (2025) Stratagems of HTLV-1 for Persistent Infection and the Resultant Oncogenesis: Immune Evasion and Clonal Expansion. <italic>Leukemia Research</italic>, 152, Article ID: 107680. https://doi.org/10.1016/j.leukres.2025.107680 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.leukres.2025.107680</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">40120237</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.leukres.2025.107680">https://doi.org/10.1016/j.leukres.2025.107680</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Shichijo, T.</string-name>
              <string-name>Yasunaga, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Stratagems of HTLV-1 for Persistent Infection and the Resultant Oncogenesis: Immune Evasion and Clonal Expansion</article-title>
            <source>Leukemia Research</source>
            <volume>152</volume>
            <fpage>107680</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.leukres.2025.107680</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">40120237</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Proietti, F.A., Carneiro-Proietti, A.B.F., Catalan-Soares, B.C. and Murphy, E.L. (2005) Global Epidemiology of HTLV-I Infection and Associated Diseases. <italic>Oncogene</italic>, 24, 6058-6068. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208968 <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/sj.onc.1208968</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">16155612</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208968">https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208968</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Proietti, F.A.</string-name>
              <string-name>Carneiro-Proietti, A.B.F.</string-name>
              <string-name>Catalan-Soares, B.C.</string-name>
              <string-name>Murphy, E.L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>Global Epidemiology of HTLV-I Infection and Associated Diseases</article-title>
            <source>Oncogene</source>
            <volume>24</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/sj.onc.1208968</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">16155612</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Bangham, C.R. (2000) The Immune Response to HTLV-I. <italic>Current Opinion in Imm</italic><italic>unology</italic>, 12, 397-402. https://doi.org/10.1016/s0952-7915(00)00107-2 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0952-7915(00)00107-2</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">10899027</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s0952-7915(00)00107-2">https://doi.org/10.1016/s0952-7915(00)00107-2</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bangham, C.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>The Immune Response to HTLV-I</article-title>
            <source>Current Opinion in Immunology</source>
            <volume>7915</volume>
            <issue>00</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0952-7915(00)00107-2</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">10899027</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Bangham, C.R.M. (2003) The Immune Control and Cell-to-Cell Spread of Human T-Lymphotropic Virus Type 1. <italic>Journal of General Virology</italic>, 84, 3177-3189. https://doi.org/10.1099/vir.0.19334-0 <pub-id pub-id-type="doi">10.1099/vir.0.19334-0</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">14645900</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1099/vir.0.19334-0">https://doi.org/10.1099/vir.0.19334-0</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bangham, C.R.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2003</year>
            <article-title>The Immune Control and Cell-to-Cell Spread of Human T-Lymphotropic Virus Type 1</article-title>
            <source>Journal of General Virology</source>
            <volume>84</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1099/vir.0.19334-0</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">14645900</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="confproc">Greten, T.F., Slansky, J.E., Kubota, R., Soldan, S.S., Jaffee, E.M., Leist, T.P., <italic>et al</italic>. (1998) Direct Visualization of Antigen-Specific T Cells: HTLV-1 Tax11-19-Specific CD8 <sup>+</sup> T Cells Are Activated in Peripheral Blood and Accumulate in Cerebrospinal Fluid from HAM/TSP Patients. <italic>Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America</italic>, 95, 7568-7573. https://doi.org/10.1073/pnas.95.13.7568 <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.95.13.7568</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">9636190</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1073/pnas.95.13.7568">https://doi.org/10.1073/pnas.95.13.7568</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="confproc">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Greten, T.F.</string-name>
              <string-name>Slansky, J.E.</string-name>
              <string-name>Kubota, R.</string-name>
              <string-name>Soldan, S.S.</string-name>
              <string-name>Jaffee, E.M.</string-name>
              <string-name>Leist, T.P.</string-name>
            </person-group>
            <year>1998</year>
            <article-title>Direct Visualization of Antigen-Specific T Cells: HTLV-1 Tax11-19-Specific CD8+ T Cells Are Activated in Peripheral Blood and Accumulate in Cerebrospinal Fluid from HAM/TSP Patients</article-title>
            <source>Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America</source>
            <volume>95</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1073/pnas.95.13.7568</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">9636190</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Wodarz, D., Nowak, M.A. and Bangham, C.R.M. (1999) The Dynamics of HTLV-I and the CTL Response. <italic>Immunology Today</italic>, 20, 220-227. https://doi.org/10.1016/s0167-5699(99)01446-2 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0167-5699(99)01446-2</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">10322301</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s0167-5699(99)01446-2">https://doi.org/10.1016/s0167-5699(99)01446-2</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Wodarz, D.</string-name>
              <string-name>Nowak, M.A.</string-name>
              <string-name>Bangham, C.R.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>1999</year>
            <article-title>The Dynamics of HTLV-I and the CTL Response</article-title>
            <source>Immunology Today</source>
            <volume>5699</volume>
            <issue>99</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0167-5699(99)01446-2</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">10322301</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gomezacevedo, H. and Li, M. (2005) Backward Bifurcation in a Model for HTLV-I Infection of CD4 T Cells. <italic>Bulletin of Mathematical Biology</italic>, 67, 101-114. https://doi.org/10.1016/j.bulm.2004.06.004 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bulm.2004.06.004</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">15691541</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.bulm.2004.06.004">https://doi.org/10.1016/j.bulm.2004.06.004</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gomezacevedo, H.</string-name>
              <string-name>Li, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>Backward Bifurcation in a Model for HTLV-I Infection of CD4 T Cells</article-title>
            <source>Bulletin of Mathematical Biology</source>
            <volume>67</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bulm.2004.06.004</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">15691541</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Wodarz, D., Christensen, J.P. and Thomsen, A.R. (2002) The Importance of Lytic and Nonlytic Immune Responses in Viral Infections. <italic>Trends in Immunology</italic>, 23, 194-200. https://doi.org/10.1016/s1471-4906(02)02189-0 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s1471-4906(02)02189-0</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">11923114</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s1471-4906(02)02189-0">https://doi.org/10.1016/s1471-4906(02)02189-0</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Wodarz, D.</string-name>
              <string-name>Christensen, J.P.</string-name>
              <string-name>Thomsen, A.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2002</year>
            <article-title>The Importance of Lytic and Nonlytic Immune Responses in Viral Infections</article-title>
            <source>Trends in Immunology</source>
            <volume>4906</volume>
            <issue>02</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s1471-4906(02)02189-0</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">11923114</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Sun, X.G. and Wei, J.J. (2013) Global Dynamics of a HTLV-I Infection Model with CTL Response. <italic>Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations</italic>, No. 40, 1-15. https://doi.org/10.14232/ejqtde.2013.1.40 <pub-id pub-id-type="doi">10.14232/ejqtde.2013.1.40</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.14232/ejqtde.2013.1.40">https://doi.org/10.14232/ejqtde.2013.1.40</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Sun, X.G.</string-name>
              <string-name>Wei, J.J.</string-name>
              <string-name>Equations, N</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>Global Dynamics of a HTLV-I Infection Model with CTL Response</article-title>
            <source>Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations</source>
            <volume>1</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.14232/ejqtde.2013.1.40</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Li, M.Y. and Shu, H.Y. (2012) Global Dynamics of a Mathematical Model for HTLV-I Infection of CD4 <sup>+</sup> T Cells with Delayed CTL Response. <italic>Nonlinear Analysis</italic>: <italic>Real World</italic><italic>Applications</italic>, 13, 1080-1092. https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2011.02.026 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.nonrwa.2011.02.026</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2011.02.026">https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2011.02.026</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Li, M.Y.</string-name>
              <string-name>Shu, H.Y.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Global Dynamics of a Mathematical Model for HTLV-I Infection of CD4+ T Cells with Delayed CTL Response</article-title>
            <source>Nonlinear Analysis: Real World Applications</source>
            <volume>13</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.nonrwa.2011.02.026</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Jia, X.J. and Xu, R. (2022) Global Dynamics of a Delayed HTLV-I Infection Model with Beddington-Deangelis Incidence and Immune Impairment. <italic>Chaos</italic>, <italic>Solitons &amp; Fractal</italic><italic>s</italic>, 155, Article ID: 111733. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.111733 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2021.111733</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.111733">https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.111733</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Jia, X.J.</string-name>
              <string-name>Xu, R.</string-name>
              <string-name>Chaos, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Global Dynamics of a Delayed HTLV-I Infection Model with Beddington-Deangelis Incidence and Immune Impairment</article-title>
            <source>Chaos</source>
            <volume>155</volume>
            <fpage>111733</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2021.111733</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Chen, S.Y., Liu, Z.J., Wang, L.W. and Zhang, X. (2023) Global Dynamics Analysis for a Nonlinear HTLV-I Model with Logistic Proliferation and CTL Response. <italic>International Journal of Biomathematics</italic>, 17, Article ID: 2350023. https://doi.org/10.1142/s1793524523500237 <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s1793524523500237</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1142/s1793524523500237">https://doi.org/10.1142/s1793524523500237</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Chen, S.Y.</string-name>
              <string-name>Liu, Z.J.</string-name>
              <string-name>Wang, L.W.</string-name>
              <string-name>Zhang, X.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Global Dynamics Analysis for a Nonlinear HTLV-I Model with Logistic Proliferation and CTL Response</article-title>
            <source>International Journal of Biomathematics</source>
            <volume>17</volume>
            <fpage>235002</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s1793524523500237</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zhou, Y. and Li, S. (2016) Backward Bifurcation of an HTLV-I Model with Immune Response. <italic>Discrete and Continuous Dynamical Systems</italic>— <italic>Series B</italic>, 21, 863-881. https://doi.org/10.3934/dcdsb.2016.21.863 <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/dcdsb.2016.21.863</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3934/dcdsb.2016.21.863">https://doi.org/10.3934/dcdsb.2016.21.863</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhou, Y.</string-name>
              <string-name>Li, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>Backward Bifurcation of an HTLV-I Model with Immune Response</article-title>
            <source>Discrete and Continuous Dynamical Systems—Series B</source>
            <volume>21</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/dcdsb.2016.21.863</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Zhang, L.R. and Xu, R. (2021) Global Dynamical Behavior of a Model of HTLV-I Infection Featuring Intracellular Delay and Saturated CTL Immune Responses. <italic>Journal of Applied Mathematics in Higher Education</italic>, 36, 300-308. (In Chinese)</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhang, L.R.</string-name>
              <string-name>Xu, R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>Global Dynamical Behavior of a Model of HTLV-I Infection Featuring Intracellular Delay and Saturated CTL Immune Responses</article-title>
            <source>Journal of Applied Mathematics in Higher Education</source>
            <volume>36</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Xu, R. and Yang, Y. (2022) Dynamics of an HTLV-I Infection Model with Delayed and Saturated CTL Immune Response and Immune Impairment. <italic>Acta Mathematica Scientia</italic>, <italic>Series A</italic>, 42, 1836-1848.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Xu, R.</string-name>
              <string-name>Yang, Y.</string-name>
              <string-name>Scientia, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Dynamics of an HTLV-I Infection Model with Delayed and Saturated CTL Immune Response and Immune Impairment</article-title>
            <source>Acta Mathematica Scientia</source>
            <volume>42</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Cui, R., Lam, K. and Lou, Y. (2017) Dynamics and Asymptotic Profiles of Steady States of an Epidemic Model in Advective Environments. <italic>Journal of Differential</italic><italic>Equations</italic>, 263, 2343-2373. https://doi.org/10.1016/j.jde.2017.03.045 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jde.2017.03.045</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jde.2017.03.045">https://doi.org/10.1016/j.jde.2017.03.045</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cui, R.</string-name>
              <string-name>Lam, K.</string-name>
              <string-name>Lou, Y.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>Dynamics and Asymptotic Profiles of Steady States of an Epidemic Model in Advective Environments</article-title>
            <source>Journal of Differential Equations</source>
            <volume>263</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jde.2017.03.045</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B21">
        <label>21.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Cui, R. and Lou, Y. (2016) A Spatial SIS Model in Advective Heterogeneous Environments. <italic>Journal of Differential Equations</italic>, 261, 3305-3343. https://doi.org/10.1016/j.jde.2016.05.025 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jde.2016.05.025</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jde.2016.05.025">https://doi.org/10.1016/j.jde.2016.05.025</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cui, R.</string-name>
              <string-name>Lou, Y.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>A Spatial SIS Model in Advective Heterogeneous Environments</article-title>
            <source>Journal of Differential Equations</source>
            <volume>261</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jde.2016.05.025</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B22">
        <label>22.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Li, H., Peng, R. and Xiang, T. (2018) Dynamics and Asymptotic Profiles of Endemic Equilibrium for Two Frequency-Dependent SIS Epidemic Models with Cross-Diffusion. <italic>European Journal of Applied Mathematics</italic>, 31, 26-56. https://doi.org/10.1017/s0956792518000463 <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0956792518000463</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1017/s0956792518000463">https://doi.org/10.1017/s0956792518000463</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Li, H.</string-name>
              <string-name>Peng, R.</string-name>
              <string-name>Xiang, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Dynamics and Asymptotic Profiles of Endemic Equilibrium for Two Frequency-Dependent SIS Epidemic Models with Cross-Diffusion</article-title>
            <source>European Journal of Applied Mathematics</source>
            <volume>31</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0956792518000463</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B23">
        <label>23.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Tao, Y. and Winkler, M. (2023) Analysis of a Chemotaxis-Sis Epidemic Model with Unbounded Infection Force. <italic>Nonlinear Analysis</italic>: <italic>Real World Applications</italic>, 71, Article ID: 103820. https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2022.103820 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.nonrwa.2022.103820</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2022.103820">https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2022.103820</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Tao, Y.</string-name>
              <string-name>Winkler, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Analysis of a Chemotaxis-Sis Epidemic Model with Unbounded Infection Force</article-title>
            <source>Nonlinear Analysis: Real World Applications</source>
            <volume>71</volume>
            <fpage>103820</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.nonrwa.2022.103820</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B24">
        <label>24.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Tao, Y. and Winkler, M. (2023) Global Smooth Solutions in a Three-Dimensional Cross-Diffusive SIS Epidemic Model with Saturated Taxis at Large Densities. <italic>Evolution Equations and Control Theory</italic>, 12, 1676-1687. https://doi.org/10.3934/eect.2023031 <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/eect.2023031</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3934/eect.2023031">https://doi.org/10.3934/eect.2023031</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Tao, Y.</string-name>
              <string-name>Winkler, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Global Smooth Solutions in a Three-Dimensional Cross-Diffusive SIS Epidemic Model with Saturated Taxis at Large Densities</article-title>
            <source>Evolution Equations and Control Theory</source>
            <volume>12</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/eect.2023031</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B25">
        <label>25.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Amann, H. (1991) Hopf Bifurcation in Quasilinear Reaction-Diffusion Systems. In: Busenberg, S. and Martelli, M., Eds., <italic>Delay Differential Equations and Dynamical System</italic><italic>s</italic>, Springer, 53-63. https://doi.org/10.1007/bfb0083479 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bfb0083479</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/bfb0083479">https://doi.org/10.1007/bfb0083479</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Amann, H.</string-name>
              <string-name>Busenberg, S.</string-name>
              <string-name>Martelli, M.</string-name>
              <string-name>Systems, S</string-name>
            </person-group>
            <year>1991</year>
            <article-title>Hopf Bifurcation in Quasilinear Reaction-Diffusion Systems</article-title>
            <source>In: Busenberg</source>
            <volume>53</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bfb0083479</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B26">
        <label>26.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Liu, P., Shi, J.P. and Wang, Z.A. (2013) Pattern Formation of the Attraction-Repulsion Keller-Segel System. <italic>Discrete and Continuous Dynamical Systems</italic>— <italic>B</italic>, 18, 2597-2625. https://doi.org/10.3934/dcdsb.2013.18.2597 <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/dcdsb.2013.18.2597</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3934/dcdsb.2013.18.2597">https://doi.org/10.3934/dcdsb.2013.18.2597</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Liu, P.</string-name>
              <string-name>Shi, J.P.</string-name>
              <string-name>Wang, Z.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>Pattern Formation of the Attraction-Repulsion Keller-Segel System</article-title>
            <source>Discrete and Continuous Dynamical Systems—B</source>
            <volume>18</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/dcdsb.2013.18.2597</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B27">
        <label>27.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Crandall, M.G. and Rabinowitz, P.H. (1977) The Hopf Bifurcation Theorem in Infinite Dimensions. <italic>Archive for Rational Mechanics and Analysis</italic>, 67, 53-72. https://doi.org/10.1007/bf00280827 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf00280827</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/bf00280827">https://doi.org/10.1007/bf00280827</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Crandall, M.G.</string-name>
              <string-name>Rabinowitz, P.H.</string-name>
            </person-group>
            <year>1977</year>
            <article-title>The Hopf Bifurcation Theorem in Infinite Dimensions</article-title>
            <source>Archive for Rational Mechanics and Analysis</source>
            <volume>67</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf00280827</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B28">
        <label>28.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Hassard, B.D., Kazarinoff, N.D. and Wan, Y.H. (1981) Theory and Applications of Hopf Bifurcation. Cambridge University Press.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hassard, B.D.</string-name>
              <string-name>Kazarinoff, N.D.</string-name>
              <string-name>Wan, Y.H.</string-name>
            </person-group>
            <year>1981</year>
            <article-title>Theory and Applications of Hopf Bifurcation</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>