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    jamp
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   <journal-title-group>
    <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
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2025.134075
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jamp-142179
   </article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Relaxation Oscillations in a Slow-Fast Modified Rosenzweig-MacArthur Model
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Jiao
      </surname>
      <given-names>
       Wang
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Youping
      </surname>
      <given-names>
       Yang
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematics and Statistics, Shandong Normal University, Jinan, China
    </addr-line> 
   </aff> 
   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     03
    </day> 
    <month>
     04
    </month>
    <year>
     2025
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    13
   </volume> 
   <issue>
    04
   </issue>
   <fpage>
    1392
   </fpage>
   <lpage>
    1405
   </lpage>
   <history>
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      18,
     </day>
     <month>
      March
     </month>
     <year>
      2025
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
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      21,
     </day>
     <month>
      March
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      21,
     </day>
     <month>
      April
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date>
   </history>
   <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, the relaxation oscillation of a slow-fast Rosenzweig-MacArthur model is investigated. The existence of the relaxation oscillation cycle is obtained by means of geometric singular perturbation theory and entry-exit function. The asymptotical stability of the cycle which follows from the negativity of the Floquet multiplier further guarantees the uniqueness of the relaxation oscillation. The theoretical results are verified by numerical simulations.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Rosenzweig-Macarthur Model
    </kwd> 
    <kwd>
      Slow-Fast Dynamics
    </kwd> 
    <kwd>
      Relaxation Oscillation
    </kwd> 
    <kwd>
      Geometric Singular Perturbation
    </kwd> 
    <kwd>
      Entry-Exit Function
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Predator-prey models, which describe the interaction of two or more species with respect to predation, have been researched to a large extent for their abundant dynamic behaviors and phenomena. Since introduced by Lotka <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-1">
     [1]
    </xref> in 1925, the complexity of models has been increasing and the forms of research have been enriched. In these aspects, we only give a few examples: The competition of predators (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-2">
     [2]
    </xref>), growth patterns of prey (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-3">
     [3]
    </xref>) or various predation functions (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-4">
     [4]
    </xref>). And predator-prey models which have two or more time scales, especially slow-fast systems, have been studied in various fields. In recent years, the discussion on the slow-fast predator-prey models has dominated the research (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-5">
     [5]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-8">
     [8]
    </xref>).</p>
   <p>The Rosenzweig-MacArthur predator-prey model introduced by Rosenzweig &amp; MacArthur <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-9">
     [9]
    </xref> in 1963 then by Berryman <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-10">
     [10]
    </xref> in 1992 is one of the most classic systems in bioresearch. It describes the interaction of two species between prey and predator using the linear mortality of the predator, logistic growth of the prey, and Holling II function response:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </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> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (1)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       v 
     </mi> 
    </math> represent the density of prey and predator respectively. Logistic growth is related to the intrinsic growth rate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> and environmental capacity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> that determines the maximum population density of the prey. The predation response function is in connection with half-saturation constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and maximum predation rate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> is the conversion rate to specify the ratio between the increase in biomass and food intake since not all prey taken up are converted into biomass of the predator. Predator mortality is represented by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       c 
     </mi> 
    </math>. Another is that the feeding rate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       α 
     </mi> 
    </math> must be high to compensate for the low conversion rate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-11">
     [11]
    </xref>. To satisfy the biological significance, we know that they’re all positive.</p>
   <p>System (1) has been studied by many scholars in many different ways. Vanselow et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-3">
     [3]
    </xref> studied the collapse of the system when very slow is too fast. Using the bifurcation theory approach, Seo and Wolkowicz <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-12">
     [12]
    </xref> studied the sensitivity of the system and obtained that the model gives rise to subcritical Hopf bifurcations. Moustafa et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-13">
     [13]
    </xref> got the existence, uniqueness, non-negativity and boundedness of the solutions as well as the local and global asymptotic stability of the equilibrium points by studying a Rosenzweig-MacArthur model incorporating a prey refuge.</p>
   <p>Consider the following coordinate transformations</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then one can get the following modified Rosenzweig-MacArthur predator-prey model:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (2)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> can be considered as the ratio of time constants of two different time scales. In nature, predator and prey generally correspond to different levels of nutrition and biosphere status, so they have different longevities, reproductive rates, and evolutionary rates. For example, mice can conceive 3 - 4 times a year and give birth to 12 - 15 cubs at a time, while cats can conceive 1 - 2 times a year and give birth to 3 - 5 cubs at a time; a mouse lives only 2 - 3 years while a cat can live 13 - 20 years. In these situations, the predator variable could be slow in comparison to the prey variable. Therefore we can assume that the growth rate of the prey 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> is much bigger than the death rate of the predator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       c 
     </mi> 
    </math>. In other words, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is a small parameter. Then, system (2) can be viewed as a slow-fast system with a slow variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       y 
     </mi> 
    </math> and a fast variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math>. This kind of system can be investigated by geometric singular perturbation theory <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-14">
     [14]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-19">
     [19]
    </xref>.</p>
   <p>In the past few decades, geometric singular perturbation technology has become a powerful mathematical analysis tool in studying the dynamic behaviors of predator-prey system with slow-fast structures. Utilizing Floquet theory and geometric singular perturbation theory, Hsu <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-20">
     [20]
    </xref> derived characteristic functions that determine the location and the stability of relaxation oscillations as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Using geometric singular perturbation theory, Wang and Zhang <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-21">
     [21]
    </xref> achieved much richer dynamical phenomena than the existing ones, such as the existence of canard cycles and canard explosion. Some other theoretical applications of singular perturbation theory, such as slow-fast normal form theory and blow-up technique, please see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-22">
     [22]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-26">
     [26]
    </xref>. In this paper, using the singular perturbation technique including Fenichel’s theory <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-18">
     [18]
    </xref> and the entry-exit function <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-19">
     [19]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-27">
     [27]
    </xref>, we get the existence and uniqueness of relaxation oscillation cycle of the modified Rosenzweig-MacArthur predator-prey model (2).</p>
   <p>The rest of this paper is formed as follows. We first introduce the entry-exit function and the limit systems of system (2) in Section 2, some definitions are also given. The existence and uniqueness of the relaxation oscillation of the system is proved in Section 3. A numerical example is presented to verify the theoretical results in Section 4. Conclusions are given in the final section.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Preliminaries</title>
   <sec id="s2_1">
    <title>2.1. Equilibria and Positive Invariance</title>
    <p>By simple proofs we can have the following results.</p>
    <p>Theorem 2.1. The set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is positively invariant of system (2).</p>
    <p>Proof. Note that the y-axis and x-axis are both invariant for the flow of system (2). Integrating both sides of the second equation for system (2), we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>for any t. Clearly, the y value is non-negative. Since the y-axis is invariant, restricting the first equation of system (2) on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Obviously, for any t, we have 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore the set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtext>
        Ω 
      </mtext> 
     </math> is positive invariance of the system (2).</p>
    <p>Theorem 2.2. System (2) satisfies the following statements.</p>
    <p>a) System (2) has two trivial equilibria 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </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>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a hyperbolic saddle. If 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a stable node, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle-node, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle.</p>
    <p>b) If 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> hold, system (2) has a unique equilibrium 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. And 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is unstable if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is stable if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proof. a) By simple calculation, we know that system (2) has two trivial equilibria 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </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>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Linearizing system (2) at equilibrium 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and studying the Jacobian matrixes 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. We examine the signs of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         det 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and find that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         det 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, thus 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a hyperbolic saddle point. Similarly, we calculate the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         det 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and obtain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         det 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Thus we have 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a saddle-node when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Furthermore, we can get that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mi>
         det 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a stable node.</p>
    <p>b) By simple calculation, we know that system (2) have a unique equilibrium 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. If this unique positive equilibrium point exists, we have 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         det 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, we know that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is unstable if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is stable if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         tr 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>).</p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>2.2. Definitions</title>
    <p>In this subsection, we will use a more general formulation to introduce some definitions.</p>
    <p>Utilize the time scale transformation 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> instead of the fast time scale 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> for system (2), we can get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, we get slow subsystem</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ˙ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3)</p>
    <p>which is restricted to the critical manifold</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Next, we use slow subsystem above to derive the definitions.</p>
    <p>Definition 2.1. For all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, if the matrix 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> has no eigenvalues with zero real part, then we call subset 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ⊂ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> normally hyperbolic.</p>
    <p>Definition 2.2. A normally hyperbolic subset 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ⊂ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is called attracting if all eigenvalues of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> have negative real part for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>; inversely, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        S 
      </mi> 
     </math> is called repelling if all eigenvalues have positive real part.</p>
    <p>Next, we introduce the definition of the generic fold point.</p>
    <p>The critical manifold 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> has a nondegenerate fold point at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <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> 
      </mrow> 
     </math> if</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <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> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <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> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </msub> 
           <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> 
           <mn>
             0. 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>In addition, it is natural to assume a transversality condition given by</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr columnalign="left"> 
         <mtd columnalign="left"> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <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>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
             or 
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <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>
             &lt; 
           </mo> 
           <mn>
             0. 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Definition 2.3. A fold point satisfying the above two formulas is called a generic fold point.</p>
    <p>In the following we consider system (2) in the set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_3">
    <title>2.3. Entry-Exit Function</title>
    <p>From the expressions of functions 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        f 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        g 
      </mi> 
     </math> in system (2) that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>it can be easily verified that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        f 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        g 
      </mi> 
     </math> are continuous derivable functions and satisfy</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         for 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ; 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         for 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         for 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Hence, when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </msup> 
       <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> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           &gt; 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is attracting, while 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msup> 
       <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> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is repelling, as can be seen in <xref ref-type="fig" rid="fig1(a)">
      Figure 1(a)
     </xref>. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, according to Definition 2.1 and Definition 2.2, we know that the part of the positive y-axis with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is normally hyperbolic attracting while the rest of the positive y-axis is normally hyperbolic repelling by calculation. The orbit of system (2) which starts at 
     <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> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> small and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is attracted toward the y-axis, then it stays close to the y-axis and drifts slowly downward, see <xref ref-type="fig" rid="fig1(b)">
      Figure 1(b)
     </xref>. When the orbit crosses the line 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, it will leave the vicinity of the repelling part of the positive y-axis at a point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and then it will re-intersect the line 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> at the point whose y-coordinate is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> satisfying 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is determined by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (4)</p>
    <p>The function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> defined by Eq. (4) implicitly is called the entry-exit function.</p>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>Figure 1. (a) The orbits of system (2) when

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

       </math>. (b) A typical orbit of system (2) for

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mn>
          
   0
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &lt;
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   ε
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   ≪
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
    </fig>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>Figure 1. (a) The orbits of system (2) when

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

       </math>. (b) A typical orbit of system (2) for

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mn>
          
   0
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &lt;
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   ε
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   ≪
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724126-rId261.jpeg?20250424023101" />
    </fig>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>Figure 1. (a) The orbits of system (2) when

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

       </math>. (b) A typical orbit of system (2) for

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mn>
          
   0
  
         </mn>
  
         <mo>
          
   &lt;
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   ε
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   ≪
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   1
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724126-rId262.jpeg?20250424023101" />
    </fig>
   </sec>
   <sec id="s2_4">
    <title>2.4. The Slow and Fast Subsystems</title>
    <p>From (3), we obtain the slow subsystem of system (2)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (5)</p>
    <p>which is a differential-algebraic equation on the critical manifold</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <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> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           or 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           : 
         </mo> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Letting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> in system (2) we can obtain the fast subsystem</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (6)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        y 
      </mi> 
     </math> can be treated as a constant and it is called a layer problem.</p>
    <p>From the fast subsystem (6), we know that the positive y-axis which constitutes equilibria of the fast subsystem is repelling for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and attracting for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, seen in <xref ref-type="fig" rid="fig1(a)">
      Figure 1(a)
     </xref>. Additionally, from the slow subsystem (5), we can see that the slow flow on positive 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        y 
      </mi> 
     </math>-axis directs downward. On the other hand, one branch of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> depicted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> has a unique generic fold point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> according to Definition 2.3. The intersection 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> of the two branches of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is called transcritical point, seen in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref>. Then the critical manifold 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can be split into four parts by the points 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             &lt; 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             &lt; 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             &gt; 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             &lt; 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             &lt; 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             &lt; 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             &lt; 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>According Definition 2.1, Definition 2.2 and calculation, we know that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are normally hyperbolic attracting while 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are normally hyperbolic repelling. The dynamics of slow subsystem (5) and fast subsystem (6) are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref>.</p>
    <p>We restrict the parameters 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math> on the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        U 
      </mi> 
     </math> parameter space, where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
           and 
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           ≠ 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Obviously, slow subsystem (5) has the same unique positive equilibrium as the system (2). Since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, the equilibrium point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is normally hyperbolic repelling, then the Fenichel’s theory indicated that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is hyperbolic and is an unstable node, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
      Figure 2
     </xref> (the black dot point).</p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>Figure 2. Relaxation oscillation of system (2). The critical manifold 

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

       </math> (dashed black) consisting of normally hyperbolic repelling part 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msubsup> 
   
          <mi>
           
    C
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    0
   
          </mn> 
   
          <mi>
           
    r
   
          </mi> 
  
         </msubsup> 
 
        </mrow>

       </math> and attracting part 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msubsup> 
   
          <mi>
           
    C
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    0
   
          </mn> 
   
          <mi>
           
    a
   
          </mi> 
  
         </msubsup> 
 
        </mrow>

       </math>, the fold point 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   D
  
         </mi>
  
         <mrow>
   
          <mo>
           
    (
   
          </mo> 
   
          <mrow> 
    
           <msub> 
     
            <mi>
              x 
            </mi> 
     
            <mi>
              M 
            </mi> 
    
           </msub> 
    
           <mo>
            
     ,
    
           </mo>
    
           <msub> 
     
            <mi>
              y 
            </mi> 
     
            <mi>
              M 
            </mi> 
    
           </msub> 
   
          </mrow> 
   
          <mo>
           
    )
   
          </mo>
  
         </mrow>
 
        </mrow>

       </math> (blue dot), the unstable node (black dot) on 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msubsup> 
   
          <mi>
           
    C
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    0
   
          </mn> 
   
          <mi>
           
    r
   
          </mi> 
  
         </msubsup> 
 
        </mrow>

       </math>, a slow-fast cycle 

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

       </math> (solid blue), fast and slow flows (double and single arrows) and the relaxation oscillation 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    γ
   
          </mi> 
   
          <mi>
           
    ε
   
          </mi> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math> (red) are shown.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724126-rId325.jpeg?20250424023102" />
    </fig>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Relaxation oscillation of system (2)</title>
   <p>Based on the above analysis, we have the following results about the entry-exit function for system (2).</p>
   <p>Lemma 3.1. For system (2), there exists a unique 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>) such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Proof. We can obtain from system (2) that for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              ln 
            </mi> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        as 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        since 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        1. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>On the other hand, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, hence, there exists a unique 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>This finished the proof.</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math>-coordinate of the intersection point of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Define a singular slow-fast cycle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is constituted by two fast segments 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         → 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         → 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> and two slow segments 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         → 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, seen in <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>. The following theorem displays the existence of the relaxation oscillation for system (2).</p>
   <p>Theorem 3.1. Assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       V 
     </mi> 
    </math> represents a tubular 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>-neighborhood of the slow-fast cycle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is sufficiently small. Suppose parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, system (2) possesses a limit cycle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> converging to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with the Hausdorff distance when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Choose a small positive number as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Define two vertical sections</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, respectively, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are sufficiently small positive constants not larger than 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>. Define a transition map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Π 
      </mtext> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, which is induced by the flow of system (2) and is constituted by the following two maps</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Π 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mtext>
         Π 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Next we focus on the properties of the two maps.</p>
   <p>a) Analysis about map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Π 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. By Lemma 3.1, with respect to each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> there exists a unique 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> defined by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>According to Lemma 3.1, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. As what displays in <xref ref-type="fig" rid="fig1(b)">
     Figure 1(b)
    </xref>, the orbit of system (2) initiating from 
    <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> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> will go through the part 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> at a point 
    <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>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mi>
          lim 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Π 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> can be defined by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Π 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <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> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>b) Analysis about map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Π 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Due to the Fenichel’s theory, there exists a slow manifold 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> in the neighborhood of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which is a perturbation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> with a higher order term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is normally hyperbolic attracting. According to Theorem 2.1 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-23">
     [23]
    </xref> about the analysis of the dynamics near a generic fold point, the slow manifold 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> moves upward lying close to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> until it arrives at the neighbourhood of the fold point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and then it jumps to the neighbourhood of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. Two orbits 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> which start at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> will be attracted to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> at an exponential rate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> according to Fenichel’s theory. And then they moves upward lying close to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> until arriving at the neighbourhood of the fold point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where they contract toward each other exponentially. Thereafter, they jump to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>According to the above analysis, we know that the transition map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Π 
      </mtext> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a contraction map whose exponential rate is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The contraction mapping theorem then indicates that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtext>
       Π 
     </mtext> 
    </math> possesses a fixed point in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, which provides a relaxation oscillation cycle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> of system (2) passing through 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        ≪ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Further, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converges to the singular slow-fast cycle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in the Hausdorff distance by using the Fenichel’s theory and Theorem 2.1 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-23">
     [23]
    </xref>.</p>
   <p>Next, we show the uniqueness of the relaxation oscillation cycle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of system (2) by proving 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is asymptotically stable.</p>
   <p>Theorem 3.2. Suppose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the inverse function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. If the minimal period of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a locally asymptotically stable orbit since its nontrivial Floquet multiplier</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          O 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is independent of positive 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ε 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>. Then the uniqueness of the relaxation oscillation cycle follows.</p>
   <p>Proof. Assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> starts in the right 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>-neighborhood of the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is the time that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> reaches the right 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>-neighborhood of the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> reaches the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>-neighborhood of the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the time that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> reaches the right 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>-neighborhood of the point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Note that the functions 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> as well as their first and second order partial derivatives are bounded in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       V 
     </mi> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       V 
     </mi> 
    </math> for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Next, we compute 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       λ 
     </mi> 
    </math> by the following five steps.</p>
   <p>Step 1. From 0 to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <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>
        δ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> follows that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Due to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, regard 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       y 
     </mi> 
    </math> and there holds</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               O 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                δ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            O 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          O 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Step 2. From 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, regard 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math> and get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mtext>
          ln 
        </mtext> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Step 3. From 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, due to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, reconsider 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math> as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       y 
     </mi> 
    </math>. Note that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          O 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
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          O 
        </mi> 
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           ( 
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           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>and 
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         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
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          x 
        </mi> 
        <mrow> 
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           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
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      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
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        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Thus,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
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            <msub> 
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           </mrow> 
          </msubsup> 
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           <mfrac> 
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                ( 
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                 x 
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                 f 
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                ) 
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             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
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               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
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                ¯ 
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             </mover> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msup> 
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           <mrow> 
            <msub> 
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               y 
             </mi> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
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           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
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              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                 x 
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               <mrow> 
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                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            O 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 G 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Step 4. From 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       T 
     </mi> 
    </math> on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, consider 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       y 
     </mi> 
    </math> as a function of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math>, and apply similar procedures in step 2, there holds</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ln 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           ″ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ″ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Step 5. Using similar methods as those in Steps 1 - 4, we can obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <msup> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ‴ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        for 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        some 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ‴ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Summarizing the formulaes in Steps 1 - 5, one can get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtable columnalign="left"> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              O 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mtext>
                   * 
                 </mtext> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                 <mi>
                   M 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </msubsup> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   G 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    f 
                  </mi> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     G 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     G 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ″ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ‴ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is independent of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> from the above analysis.</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is normally hyperbolic attracting, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               G 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which indicates that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a locally asymptotically stable orbit, which follows the uniqueness of the relaxation oscillation cycle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. Numerical simulations of system (2) with initial point 

      <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>
           
     4.391
    
          </mn>
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mn>
           
     1.223
    
          </mn>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. (a) The relaxation oscillation cycle in red and the manifold 

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

      </math> in dashed blue. The three equilibria (black square), transcritical point (blue square) and fold point (red square) are also shown. (b) Time series of the relaxation oscillation.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="" />
   </fig>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. Numerical simulations of system (2) with initial point 

      <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>
           
     4.391
    
          </mn>
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mn>
           
     1.223
    
          </mn>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. (a) The relaxation oscillation cycle in red and the manifold 

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

      </math> in dashed blue. The three equilibria (black square), transcritical point (blue square) and fold point (red square) are also shown. (b) Time series of the relaxation oscillation.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724126-rId668.jpeg?20250424023102" />
   </fig>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>Figure 3. Numerical simulations of system (2) with initial point 

      <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>
           
     4.391
    
          </mn>
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <mn>
           
     1.223
    
          </mn>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. (a) The relaxation oscillation cycle in red and the manifold 

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

      </math> in dashed blue. The three equilibria (black square), transcritical point (blue square) and fold point (red square) are also shown. (b) Time series of the relaxation oscillation.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724126-rId669.jpeg?20250424023102" />
   </fig>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Numerical Simulation</title>
   <p>An example is given to verify the theoretical results.</p>
   <p>Example 4.1. For system (2), choose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.028 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then system (2) has a unique positive equilibrium point 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            10 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mn>
           7 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which is an unstable node. After calculation, we know that these parameters satisfy the conditions of Theorem 3.1 and Theorem 3.2, and our numerical simulation also shows that system (2) has a unique limit cycle, as seen in <xref ref-type="fig" rid="fig3">
     Figure 3
    </xref>, which displays the time series of limit cycle and the phasigram. Although the system admits a unique positive equilibrium, due to the slow-fast nature, the prey and predator finally varies periodically other than converging to the positive equilibrium.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusion</title>
   <p>In our work, we put forward and analyzed a classical Rosenzweig-MacArthur predator-prey model, which is dominated by logistic-based growth of prey, linear mortality rate of predator and Holling II function response. Predators and prey are located at different positions in the food chain, so they have different nutrition levels, evolution rates, birth rates and death rates. Generally, predators have higher nutrition levels, but prey has much higher evolution rates, birth rates and death rates than predators. Then we obtain the singularly perturbed (slow-fast) system with a small parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ε 
     </mi> 
    </math> by coordinate transformation and assuming that the mortality rate of prey 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       c 
     </mi> 
    </math> is far greater than the intrinsic growth rate of predator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math>. Next, we can investigate this modified Rosenzweig-MacArthur predator-prey model by geometric singular perturbation theory. We got the existence of the relaxation oscillation cycle by geometric singular perturbation theory and entry-exit function, and the uniqueness of the relaxation oscillation by the negativity of the Floquet multiplier. Finally, a numerical example is presented to verify the theoretical results.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Discussion</title>
   <p>Wang and Zhang <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-15">
     [15]
    </xref> got the existence and uniqueness of relaxation oscillation cycle of a slow-fast modified Leslie-Gower model. However, their work has too many restrictions on parameters and the proof of the unique is too brief. In their paper, the slow flow on positive y-axis directs downward for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and directs upward for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, while positive y-axis is normally hyperbolic attracting for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and normally hyperbolic repelling for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, for existing a relaxation oscillation cycle, we must limit the parameters so that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (please refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-15">
     [15]
    </xref> for details). And The form of the unique positive equilibrium is also complex, which makes the parameters satisfying the parameter set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       U 
     </mi> 
    </math> too limited. In our work, the slow flow on positive y-axis directs downward and positive y-axis is attracting for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and repelling for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which makes many parameter restrictions less. Moreover, our work gives the concrete proof of uniqueness by proving the asymptotical stability of the cycle which follows from the negativity of the Floquet multiplier, which makes the existence and uniqueness of the relaxation oscillation cycle are more complete and rigorous.</p>
   <p>We know that the Filippov system (please see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-28">
     [28]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142179-30">
     [30]
    </xref>) where appears pervasively in real life models can better describe the predation relationship between species in nature, what are the effects of the Filippov slow-fast modified Rosenzweig-MacArthur model on the existence and uniqueness of relaxation oscillation cycle? We leave these to future investigations.</p>
  </sec>
 </body><back>
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