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    jamp
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    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2327-4352
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2327-4379
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2025.132028
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   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jamp-140787
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
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   <title-group>
    A Delayed Predator-Prey Model with Fear Effect and Cannibalism
   </title-group>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Guoqing
      </surname>
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       Li
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     </name>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Xiaolin
      </surname>
      <given-names>
       Lin
      </given-names>
     </name>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Shaoyi
      </surname>
      <given-names>
       Geng
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     </name>
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematics and Data Science, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an, China
    </addr-line> 
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   <pub-date pub-type="epub">
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     10
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     02
    </month>
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     2025
    </year>
   </pub-date> 
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    13
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    02
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    524
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      25,
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      January
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      2025
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      22,
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     <month>
      January
     </month>
     <year>
      2025
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    </date> 
    <date date-type="accepted">
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      22,
     </day>
     <month>
      February
     </month>
     <year>
      2025
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   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    In this paper, we consider the fear effect and gestation delay, and then establish a delayed predator-prey model with cannibalism. Firstly, we prove the well-posedness of the model. Secondly, the existence and stability of all equilibriums of the system are studied. Thirdly, the Hopf bifurcation at the coexistence equilibrium is investigated, and the conditions for the occurrence of Hopf bifurcation at the unique positive equilibrium point of the system with delay are determined. Finally, the numerical simulation results show that as the time delay increases, the equilibrium loses its stability, and the system has periodic solution.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Predator-Prey Model
    </kwd> 
    <kwd>
      Fear Effect
    </kwd> 
    <kwd>
      Cannibalism
    </kwd> 
    <kwd>
      Stability
    </kwd> 
    <kwd>
      Hopf Bifurcation
    </kwd>
   </kwd-group>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Predation serves as the primary determinant of prey mortality. During the course of evolution, prey has developed a variety of sophisticated strategies, such as detecting, eluding, or combating predators, while actively searching for new food sources <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-1">
     [1]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-3">
     [3]
    </xref>. A growing body of research has demonstrated that the mere presence of predators can exert a substantial influence on the physiological traits and behavioral patterns of prey. In other words, the presence of a predator has a greater effect on the prey than the predator directly hunting. Zanette et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-4">
     [4]
    </xref> studied the effects of predators on the reproductive habits of songbirds and found that the presence of fear factors influenced the birth and survival rates of songbirds. Wang et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-5">
     [5]
    </xref> proposed a specific mathematical model to characterize the role of the fear effect on predator-prey systems:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where prey and predator density are denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> reflects the fear level of the prey due to perceiving the risk of predation, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the natural birth rate of prey in the absence of predators, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the cost of the antipredation defense of the prey due to fear and it is monotonically decreasing in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       v 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       d 
     </mi> 
    </math> is the natural death rate of prey, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> is the density-dependent death rate of the prey due to intraspecies competition, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the functional response function which is independent of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       v 
     </mi> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math> is the predator death rate. It obtained some results on how the fear effect affects the dynamic behavior of predator-prey models through mathematical analysis and numerical simulations. For more related research, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-6">
     [6]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-10">
     [10]
    </xref>.</p>
   <p>Certain predator populations are capable of consuming their own kind to gain energy, enabling them to survive in the absence of prey. And we study such models by considering cannibalism. In some primates <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-11">
     [11]
    </xref>, fish <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-12">
     [12]
    </xref>, carnivorous mammals <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-13">
     [13]
    </xref> and spiders <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-14">
     [14]
    </xref>, cannibalism <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-15">
     [15]
    </xref>, also known as intraspecific predation, involves eating offspring or siblings. This phenomenon is sometimes referred to as the “lifeboat mechanism” because it prevents the extinction of predator communities. Depending on the rate of cannibalism, cannibalism can have a positive or negative impact on the population. Many scholars have been inspired to study and produce many remarkable research results. Therefore, for some predators, it makes more sense to include predators in a stage structure model as well. Deng et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-16">
     [16]
    </xref> proposed a Lotka-Volterra prey-predator with predator cannibalism:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 b 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       r 
     </mi> 
    </math> represents the intrinsic growth rate of the prey, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> represents the carrying capacity of the prey in the environment, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents the rate of predation, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents the rate at which prey biomass is converted into predator birth, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents the rate at which cannibalism is converted into predator birth, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       c 
     </mi> 
    </math> represents the rate at which predators die, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents the rate at which cannibalism occurs within predator individuals, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       β 
     </mi> 
    </math> represents the cannibalism half-saturation constant. The final term and the second term in the second equation of the system represent the phenomena of cannibalism.</p>
   <p>The existence of delay is common in ecosystem. In ecology, physics, biology and other fields, delayed differential equations are more useful than conventional equations. In ecosystem, changes in growth and development, reproduction processes, and environmental factors can produce time lags, and population conditions are affected by time lags. Considering the time delay factor in the predator model can better reflect the actual situation of the ecosystem. In many current studies, the energy obtained by predators through food does not immediately affect the reproduction of predator groups, and this effect can be described by the Holling-type functional response function, which often displays time delay. In the delayed predator-captor model, delay may affect the stability or instability of prey density due to predation (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-17">
     [17]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-20">
     [20]
    </xref>). Due to new ecological evidence and theoretical advances, researchers are making new advances in modeling various aspects of biological interactions. Holling <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-21">
     [21]
    </xref> proposed a more accurate point of view that has become one of the most widely used ecologies. Hussien et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-22">
     [22]
    </xref> considered the existence of cannibalism in the predator population, considered the pregnancy delay of the predator population, and added the predator refuge constant to obtain the following model:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               b 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 b 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1)</p>
   <p>where parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         b 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents the cannibalism coefficient of the predator population, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> represents the half-satiation constant of cannibalism, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       m 
     </mi> 
    </math> represents the predator refuge constant. The results show that reducing the cannibalism rate will destroy the coexistence equilibrium point and make the system close to periodic dynamics. On this basis, the Holling Type II functional response, based on the traditional Lotka-Volterra model, is a function of increases, concave, smooths out, and saturation at high prey numbers. Many authors have studied predator-prey models that use this functional response function, both with and without time delay, and even with spatial dependence (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-23">
     [23]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-24">
     [24]
    </xref>).</p>
   <p>In natural ecosystems, long-term monitoring of predator populations can reveal patterns related to cannibalism and density. Rudolf <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-25">
     [25]
    </xref> studied dragonfly predation models, providing the first experimental evidence for the indirect effects of cannibalism behavior and density constraints on prey. The study of biological populations and the analysis of related ecological phenomena have certain relevance to the study of the relationship between cannibalism and density in fish populations. To some extent, it shows the importance and significance of long-term monitoring of predator populations in natural ecosystems. Meanwhile, prey animals are not only affected by the immediate presence of predators (fear effect), but predators also sometimes resort to cannibalism when resources are scarce. Moreover, biological processes such as reproduction and development take time, which is captured by the time-delay factor. The previous study did not couple these parts in the same model to accurately describe how these factors interact over time and affect the stability and dynamics of the predator-prey system. Therefore, assuming that young individuals have density limitations due to their dependence on nutritional or biological resources. We propose the following model:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msup> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2)</p>
   <p>with the initial conditions</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (3)</p>
   <p>The rest of this paper is organized as follows. In Section 2, we establish the well-posedness of solutions of system (2). In Section 3, we investigate the existence and stability of equilibrium and the existence of Hopf bifurcation are investigated. In Section 4, we analyze the stability of Hopf bifurcation. In Section 5, we conducted some numerical simulations. Finally, a brief conclusion is given in Section 6.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Well-Posedness</title>
   <p>In this section, we will prove the well-posedness of model (2) and obtain the following theorem.</p>
   <p>Theorem 1. For any initial value 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, system (2) has a unique solution satisfying (3), which exists globally in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, is nonnegative, and remains bounded. Moreover, the region</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Π 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>is both positively invariant and attractive for (3), where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Proof. According to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-26">
     [26]
    </xref> (Lemma 4), we derive that every solution of (2) with the initial condition (3) is positive, that is, any solutions remain positive when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in the region 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. The following is a proof of well-posedness.</p>
   <p>Firstly, similar to the Lyapunov function as in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-22">
     [22]
    </xref>, let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are positive constants. After calculation, the</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
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         </mo> 
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            t 
          </mi> 
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            − 
          </mo> 
          <mi>
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         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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          + 
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              − 
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          − 
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           ) 
         </mo> 
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          y 
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          . 
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      </mtr> 
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        , 
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          t 
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         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Choose a constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>take 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ″ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, so that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a maximum value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Applying differential inequality theory results, we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>As 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, all the solutions of system (2) are confined in the region</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Π 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>This completes the proof.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Equilibria and Its Stability</title>
   <p>In this section, we will show all equilibrium of the model (2) and analyze its stability.</p>
   <p>First, we can easily obtain the following results:</p>
   <p>1) The trivial equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>2) The predator-free point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> always exist in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>3) The prey-free point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, exists if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>4) The coexistence equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfying</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0. 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>By solving the above equations, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The equilibrium point exists only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> satisfies the equation</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          m 
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             φ 
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             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
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          <mo>
            + 
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          </mo> 
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           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
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         </mo> 
        </mrow> 
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           2 
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          </msub> 
          <mo>
            − 
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         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
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       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
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        </msup> 
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        </mrow> 
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          <mi>
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         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
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         <mn>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
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         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
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        </mi> 
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         </mn> 
        </msup> 
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          <mi>
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         </mo> 
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           <mi>
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           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
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          <mo>
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          </mo> 
          <mi>
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         </mrow> 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
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        <mi>
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        </mi> 
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        </msup> 
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          </mo> 
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         </mn> 
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        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>According to the Descartes rule of sign and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mo>
          ≠ 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we find that it exists at least one positive root.</p>
   <p>Next, we will discuss the stability of the equilibrium point. To study its local stability, we linearize the system at equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to obtain the Jacobian matrix.</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and for simplicity, we still denote them as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The linearized system is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                10 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                01 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                010 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                100 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                001 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            10 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            01 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            010 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            100 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            001 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (4)</p>
   <p>Then, the characteristic equation of the above system at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> can be determined by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
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               </mi> 
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                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
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                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
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                    b 
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                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
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              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (5)</p>
   <p>Theorem 2. The trivial equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is unstable for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Substitute 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> into the characteristic Equation (5) to obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and further derive the eigenvalues 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a source and if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a saddle point. So, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is always unstable for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 3. Assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   φ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        arccos 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then, the predator-free equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is asymptotically stable.</p>
   <p>Proof. Substitute 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> into the characteristic Equation (5) to obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, after calculation, one eigenvalue is obtained as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and the other eigenvalue is obtained from the following equation</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, it is obtained 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, the eigenvalue is negative, but when the previous assumption is not met, the eigenvalue 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is positive and the equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the saddle point.</p>
   <p>Now, when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-19">
     [19]
    </xref> proposition 1, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, the eigenvalue 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has a negative real part when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   φ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mi>
                  a 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                d 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                r 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        arccos 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is satisfied. Otherwise, the eigenvalue 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has a positive real part.</p>
   <p>Therefore, for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, the predator-free equilibrium point is locally asymptotically stable, while it is an unstable point for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> when the assumption doesn’t hold.</p>
   <p>This proves the theorem.</p>
   <p>Theorem 4. Assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then, the prey-free equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is locally asymptotically stable for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Substitute 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> into the characteristic Equation (5) to obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mi>
                     i 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (6)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. The characteristic Equation (6) becomes</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (7)</p>
   <p>after calculation, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>In order to obtain the presence of negative real parts in the eigenvalues, it holds when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, that is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msup> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>direct computation gives the following two expressions</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Therefore, the prey-free equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is locally asymptotically stable if the above assumptions hold.</p>
   <p>This proves the theorem.</p>
   <p>Theorem 5. The following results hold:</p>
   <p>1) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> holds, then the equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is locally asymptotically stable for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>2) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> holds, then the equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is locally asymptotically stable for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is unstable when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>3) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> holds, then the equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is locally asymptotically stable for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is unstable when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Substitute 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> into the characteristic Equation (5) to obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mi>
               a 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mn>
                     3 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                a 
              </mi> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    b 
                  </mi> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mn>
                     3 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mn>
                     3 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mn>
                     3 
                   </mn> 
                  </msub> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The above characteristic equation becomes</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (8)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               φ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mn>
                   3 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the characteristic equation is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (9)</p>
   <p>According to the Routh-Hurwitz criteria, if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, Equation (9) has two roots and both of its real parts are negative. Hence, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is locally asymptotically stable.</p>
   <p>Now, when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, assuming 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a root of Equation (8), substituting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> into it yields</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>then, by separating the real and imaginary parts of the above equation, it is obtained that:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mi>
              cos 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              cos 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (10)</p>
   <p>By calculation, we obtain:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (11)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>In the following, we will analyze the roots of Equation (11).</p>
   <p>1) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> holds, then Equation (11) has no positive roots.</p>
   <p>2) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> holds, then Equation (11) has two positive roots, which are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, respectively, where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   C 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   A 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   C 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   A 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>3) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> holds, then Equation (11) has a positive root about, which is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               B 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>In summary, it can be assumed that Equation (11) has two positive roots, denoted as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which can be substituted into the equation to obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              sin 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mi>
                cos 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              cos 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msub> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> can be expressed as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          arccos 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Denote</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        min 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>This proves the theorem.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Hopf Bifurcation Analysis</title>
   <p>In this section, the possibility of occurrence of Hopf bifurcation at the coexistence equilibrium point is discissed. Through the analyses in the preceding sections, we have known that Hopf bifurcation will occur under the appropriate conditions. According to Theorem (5), Equation (8) has a pair of purely imaginary roots 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and all other roots have non-zero real parts. Therefore, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be the pair of complex conjugate roots of Equation (8) at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>According to the stability theory of time-delay differential equations, it can be concluded that when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the system is stable and when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the real part of the eigenvalues of the linearized system is discussed.</p>
   <p>Theorem 6. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, a Hopf bifurcation occur at the positive equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Firstly, we will verify the transversality conditions. Take the derivative of both sides of characteristic Equation (8) with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       τ 
     </mi> 
    </math>, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (12)</p>
   <p>Next,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              B 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Hence,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   d 
                 </mtext> 
                 <mi>
                   λ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    τ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   d 
                 </mtext> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msup> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                B 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   A 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mn>
                 4 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
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               <mi>
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               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mn>
                 6 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   A 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  B 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mn>
                 4 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msub> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mn>
                 6 
               </mn> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Clearly, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Re 
      </mi> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Therefore, the transversality conditions are satisfied, that is, the system has Hopf bifurcation at the positive equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>This proves the theorem.</p>
   <p>Next, we will explore the properties of the Hopf bifurcation, including the direction and stability. The direction of the periodic trajectory of the bifurcation of the positive equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> at the critical of delay 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the stable periodic solution will be given through the center manifold and normal form theory.</p>
   <p>Theorem 7. The following statements hold:</p>
   <p>1) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then a supercritical (subcritical) Hopf bifurcation occurs at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>2) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then the bifurcating periodic solution is asymptotically stable (unstable);</p>
   <p>3) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then the period of the bifurcating periodic solution increases (decreases).</p>
   <p>Proof. Linearizing the system (2) in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, yields the following time-delay differential equation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mtext>
         ' 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (13)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, with</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                10 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                01 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                100 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                010 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                001 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                22 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                011 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                101 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                111 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          01 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          100 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          010 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          001 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are given in Equation (4),</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            22 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                b 
              </mi> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            011 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            101 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            111 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             φ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                m 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            112 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            211 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>According to the Riesz representation theorem, there exists a bounded variation function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϖ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           ϖ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>In fact, it can be chosen</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϖ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  10 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  01 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  100 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mtd> 
           </mtr> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  010 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  001 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is Dirac delta function and is defined as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ≠ 
            </mo> 
            <mn>
              0. 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, define</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 ϖ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0. 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then, system (13) is equivalent to the following abstract operator equation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (14)</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the adjoint operator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is defined as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <msup> 
                <mi>
                  ϖ 
                </mi> 
                <mtext>
                  T 
                </mtext> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and define the bilinear inner product as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ϖ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (15)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϖ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϖ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are adjoint operators. The eigenvalue corresponding to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       J 
     </mi> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. It is easy to know that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is also the eigenvalue of the conjugate operator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            010 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            100 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            001 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            01 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            100 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            001 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are the eigenvectors of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to the eigenvalues 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, respectively. Moreover, determine the parameter value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       D 
     </mi> 
    </math>, such that:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (16)</p>
   <p>According to Equation (15), we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             q 
           </mi> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 D 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    η 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mtext>
                   * 
                 </mtext> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msup> 
               <mtext>
                 e 
               </mtext> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
                <msub> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    ξ 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </msup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                ϖ 
              </mi> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mo>
                    , 
                  </mo> 
                  <mi>
                    η 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 T 
               </mtext> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mtext>
                 e 
               </mtext> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
                <msub> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mi>
                  ξ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                010 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                001 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Therefore, due to (16), it is obtained that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtable columnalign="left"> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                η 
              </mi> 
              <msup> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  η 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <msup> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  η 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    010 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  η 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    001 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msup> 
               <mtext>
                 e 
               </mtext> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
                <msub> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <msup> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <msup> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    010 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   η 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    001 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msup> 
               <mtext>
                 e 
               </mtext> 
               <mrow> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
                <msub> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>According to the theory in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-27">
     [27]
    </xref>, we can obtain the property of Hopf bifurcation. Calculating the direction of the Hopf bifurcation and the stability coefficient of the periodic solution at the positive equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          20 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            11 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              111 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              101 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              011 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
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         ] 
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        , 
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             ) 
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           ] 
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           ] 
         </mo> 
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          , 
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           e 
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          , 
        </mo> 
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           Q 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
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         </mo> 
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          + 
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          , 
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           e 
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          + 
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           ) 
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         <mtext>
           e 
         </mtext> 
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            − 
          </mo> 
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          , 
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         </mo> 
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           e 
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         </mrow> 
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          + 
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        <mfrac> 
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           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
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          + 
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           M 
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         <mn>
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           e 
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          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
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          , 
        </mo> 
       </mtd> 
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      <mtr> 
       <mtd> 
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           H 
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           ( 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
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          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
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         </mrow> 
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            θ 
          </mi> 
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         </mrow> 
        </mfrac> 
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           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
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         <mtext>
           e 
         </mtext> 
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            i 
          </mi> 
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           <mi>
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          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtable> 
           <mtr> 
            <mtd> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <msub> 
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               <mn>
                 0 
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                − 
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                 F 
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                  10 
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            <mtd> 
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                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mrow> 
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                </mn> 
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           <mtr> 
            <mtd> 
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                − 
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                 G 
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               </mrow> 
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                 e 
               </mtext> 
               <mrow> 
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                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  i 
                </mi> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
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                   τ 
                 </mi> 
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                   0 
                 </mn> 
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              </msup> 
             </mrow> 
            </mtd> 
            <mtd> 
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                2 
              </mn> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
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               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    100 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    001 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <msup> 
                 <mtext>
                   e 
                 </mtext> 
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                  <mi>
                    i 
                  </mi> 
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                   <mi>
                     ω 
                   </mi> 
                   <mn>
                     0 
                   </mn> 
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                  <msub> 
                   <mi>
                     τ 
                   </mi> 
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                     0 
                   </mn> 
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                 </mrow> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mtd> 
           </mtr> 
          </mtable> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                12 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                11 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                111 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                101 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
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            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                011 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtable columnalign="left"> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mtable> 
               <mtr> 
                <mtd> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     F 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mn>
                      10 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </mtd> 
                <mtd> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     F 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mn>
                      01 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </mtd> 
               </mtr> 
               <mtr> 
                <mtd> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     G 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mn>
                      010 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </mtd> 
                <mtd> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       G 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mn>
                        100 
                      </mn> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       G 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mn>
                        001 
                      </mn> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </mtd> 
               </mtr> 
              </mtable> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtable> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   F 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    11 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    η 
                  </mi> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     η 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ¯ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   F 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    12 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    011 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  η 
                </mi> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   η 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    101 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    η 
                  </mi> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mover accent="true"> 
                   <mi>
                     η 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ¯ 
                   </mo> 
                  </mover> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    111 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Based on the above analysis and the expressions for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          20 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          11 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          02 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          21 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we get the following values:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              20 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              11 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  11 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    02 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              21 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            Re 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            Re 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          Re 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            Im 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            Im 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>The above parameters determine the Hopf bifurcation.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Numerical Simulation</title>
   <p>In this section, we will show some numerical simulation results to support the above research.</p>
   <p>For this purpose, we choose the initial value condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1.5 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and refer to some parameters in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-22">
     [22]
    </xref> to obtain the following parameters</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.6 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.05 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.5 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.35 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.5 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.3 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.3 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0.1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          2. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (17)</p>
   <p>In this case, there is a unique coexistence equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0.4056 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1.0468 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.402 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Firstly, fixed parameter (17), we obtained the solution and phase diagram of the positive equilibrium point, as well as the Hopf bifurcation diagram, as shown below.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. The Hopf bifurcation diagram.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724045-rId515.jpeg?20250225115008" />
   </fig>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>Figure 2. Solution and phase diagram of system.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724045-rId516.jpeg?20250225115008" />
   </fig>
   <p>From <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>, we can find that the system has a Hopf bifurcation as the parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       τ 
     </mi> 
    </math> passing the bifurcation point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.402 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>). From <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>, the solution of the system is approached to the coexistence equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0.4056 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1.0468 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> starting from the initial point (see <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>).</p>
   <p>Next, we analyze the impact of the parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       σ 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       n 
     </mi> 
    </math> on the system.</p>
   <p>1) Taking 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.05 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, other parameters are the same as in (17), the numerical simulations are as follows.</p>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. The system solution and phase diagrams of cannibalism rate in small-parameter predator individuals.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724045-rId529.jpeg?20250225115008" />
   </fig>
   <p>We can see from <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref> that the cannibalism rate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       σ 
     </mi> 
    </math> of the rate at which cannibalism occurs within predator individuals below a specific value destabilizes the coexistence equilibrium point and the system has periodic solution (see <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>).</p>
   <p>2) Taking 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, other parameters are the same as in (17), the numerical simulations are as follows.</p>
   <fig id="fig4" position="float">
    <label>Figure 4</label>
    <caption>
     <title>Figure 4. The system solution and phase diagrams of cannibalism rate in big-parameter predator individuals.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724045-rId534.jpeg?20250225115008" />
   </fig>
   <p>From <xref ref-type="fig" rid="fig4">
     Figure 4
    </xref>, we know that increase the conversion rate causes destabilizing the coexistence equilibrium point and the system has a stable limit cycle (see <xref ref-type="fig" rid="fig4">
     Figure 4
    </xref>).</p>
   <p>Finally, we analyze the impact of the time delay 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       τ 
     </mi> 
    </math> on the model, fixed parameter in (17), we get the following results:</p>
   <p>1) Taking 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.39 
      </mn> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the numerical simulations are as follows.</p>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>Figure 5. Solution and phase diagram of model when 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   τ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   1.39
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724045-rId539.jpeg?20250225115008" />
   </fig>
   <p>2) Taking 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the numerical simulations are as follows.</p>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>Figure 6. Solution and phase diagram of model when 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   τ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   2.5
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724045-rId544.jpeg?20250225115008" />
   </fig>
   <p>We can see from <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref> that when the pregnancy delay parameter is greater than 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.402 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the system has a Hopf bifurcation (see <xref ref-type="fig" rid="fig5">
     Figure 5
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig6">
     Figure 6
    </xref>).</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Conclusions</title>
   <p>This paper proposes a predator-prey model that considers the existence of the fear effect and the gestation delay, as well as cannibalism. Firstly, we prove the positivity and boundedness of the system (2). Secondly, it is obtained that the system (2) has four possible non-negative equilibrium points. The local stability of them is studied for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and the stability conditions are determined. The existence of Hopf bifurcation as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       τ 
     </mi> 
    </math> is proved. The stability and direction of the bifurcated periodic dynamics are investigated using the center manifold and normal form theory. Finally, numerical simulation results present the influence of different model parameters on the dynamics of system.</p>
   <p>The research results indicate that cannibalism and delay pregnancy in predator populations have significant impacts on population dynamics. The final state and stability of a population mainly depend on predation behavior and parameter configuration. The research findings provide a new perspective for understanding population interactions in ecosystems, emphasizing the crucial role of cannibalism and delayed pregnancy of predator populations in ecosystem stability and population dynamics. Future research can further explore the dynamic characteristics of population models under different predation relationships, which provide insight into species interactions and stability in ecosystems.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140787-"></xref>Acknowledgements</title>
   <p>The authors are grateful to Dr. Danfeng Pang for her valuable suggestion leading to a substantial improvement of the manuscript.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
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     Altendorf, K.B., Laundre, J.W., GonzaLez, C.A.L. and Brown, J.S. (2001) Assessing Effects of Predation Risk on Foraging Behavior of Mule Deer. Journal of Mammalogy, 82, 430-439. &gt;https://doi.org/10.1093/jmammal/82.2.430
    </mixed-citation>
   </ref>
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    </mixed-citation>
   </ref>
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