<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD with MathML3 v1.1d2 20140930//EN" "JATS-journalpublishing1-mathml3.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" dtd-version="1.1d2" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="nlm-ta">JAM</journal-id>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">ICCK</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>ICCK Journal of Applied Mathematics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="ppub" publication-format="print"/>
      <issn pub-type="epub" publication-format="electronic">3068-5656</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Institute of Central Computation and Knowledge Inc</publisher-name>
        <publisher-loc>522 W RIVERSIDE AVE STE N, SPOKANE, WA, 99201, UNITED STATES</publisher-loc>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.62762/JAM.2025.550087</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group subj-group-type="heading">
          <subject>Research Article</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Bifurcation and Stability Analysis of Transmission Dynamics of Ebola Virus Using Seirvh Model</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9657-0328</contrib-id>
          <name>
            <surname>Ahmad</surname>
            <given-names>Imtiaz</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name>
            <surname>Ullah</surname>
            <given-names>Wali</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-5263-4871</contrib-id>
          <name>
            <surname>Islam</surname>
            <given-names>Saeed</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2">2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name>
            <surname>Ali</surname>
            <given-names>Nigar</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name>
            <surname>Younas</surname>
            <given-names>Hazrat</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7430-4451</contrib-id>
          <name>
            <surname>Khan</surname>
            <given-names>Muhammad Ijaz</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2">2</xref>
        </contrib>
        <aff id="aff1"><label>1</label>Department of Mathematics, University of Malakand, Dir Lower, Khyber Pukhtunkhwa, Pakistan</aff>
        <aff id="aff2"><label>2</label>Department of Mechanical Engineering, Prince Mohammad Bin Fahd University, Al Khobar 31952, Kingdom of Saudi Arabia</aff>
      </contrib-group>
      <author-notes>
        <corresp id="cor3">Corresponding Author: Saeed Islam. Email: <email>SISLAM@pmu.edu.sa</email></corresp>
      </author-notes>
      <pub-date date-type="pub" pub-type="epub" publication-format="online">
        <day>27</day>
        <month>7</month>
        <year>2025</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>2</issue>
      <fpage>41</fpage>
      <lpage>51</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>06</day>
          <month>4</month>
          <year>2025</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>16</day>
          <month>5</month>
          <year>2025</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2025 by the Authors. Published by Institute of Central Computation and Knowledge. This is an open access article under the CC BY license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).</copyright-statement>
        <copyright-year>2025</copyright-year>
        <copyright-holder>The Authors</copyright-holder>
        <license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
        <license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://www.icck.org/article/abs/jam.2025.550087">This article is available from https://www.icck.org/article/abs/jam.2025.550087</self-uri>
      <abstract>
        <p>This study presents a mathematical framework to analyze the transmission dynamics of the Ebola Virus Disease (EVD) using an extended SEIRVH model. The model incorporates vaccinated and hospitalized compartments, addressing critical factors such as vaccination efficacy, healthcare interventions, and natural disease progression. Differential equations describe the transitions between six population compartments. The study evaluates model stability and bifurcation through well-posedness, positivity, and boundedness analyzes, ensuring realistic and biologically valid solutions. The basic reproduction number, <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, derived from the next generation matrix, serves as a threshold for outbreak control. Local and global stability analyzes of disease-free and endemic equilibria reveal critical insights into epidemic thresholds and long-term dynamics. Furthermore, sensitivity analysis highlights key parameters that influence <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, emphasizing the importance of vaccination and hospitalization in mitigating EVD outbreaks. Numerical simulations validate theoretical findings, underscoring the model's utility in informing effective public health strategies, such as vaccination campaigns and hospitalization measures, for controlling EVD transmission. This research provides a robust analytical and computational tool for understanding and managing the spread of Ebola and similar infectious diseases.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author" xml:lang="en">
        <kwd>EBOLA</kwd>
        <kwd>stability analysis</kwd>
        <kwd>sensitivity analysis</kwd>
        <kwd>bifurcation analysis</kwd>
        <kwd>RK-4 method</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="S1">
      <label>1.</label>
      <title>Introduction</title>
      <p id="S1.p1">Ebola Virus Disease (EVD) is a highly virulent zoonotic illness caused by the Ebola virus, a member of the <italic>Filoviridae</italic> family. Clinically, EVD presents as an acute hemorrhagic fever syndrome, marked by high-grade fever, severe headache, vomiting, diarrhea, fatigue, and in many cases, internal and external bleeding, which can culminate in multi-organ failure [<xref rid="ref001" ref-type="bibr">1</xref>, <xref rid="ref010" ref-type="bibr">10</xref>]. The disease was first identified in 1976 during simultaneous outbreaks in Sudan and Zaire (now the Democratic Republic of the Congo), with its name derived from the nearby Ebola River [<xref rid="ref001" ref-type="bibr">1</xref>]. Since then, recurrent outbreaks, especially in Central and West Africa, have underscored its public health importance [<xref rid="ref002" ref-type="bibr">2</xref>, <xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>].</p>
      <p id="S1.p2">The 2014–2016 West African epidemic, which severely impacted Guinea, Liberia, and Sierra Leone, was the largest on record in terms of geographic spread, morbidity, and mortality [<xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>, <xref rid="ref025" ref-type="bibr">25</xref>]. EVD outbreaks typically exhibit case-fatality rates ranging from 25% to 90% [<xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>, <xref rid="ref010" ref-type="bibr">10</xref>], emphasizing the critical need for timely detection, rapid intervention, and sustainable control strategies.</p>
      <p id="S1.p3">Transmission occurs primarily via direct contact with bodily fluids—such as blood, feces, or vomit—of symptomatic individuals or deceased patients. Indirect transmission via contaminated fomites has also been documented [<xref rid="ref003" ref-type="bibr">3</xref>, <xref rid="ref010" ref-type="bibr">10</xref>]. In many of the most severely affected regions, weak diagnostic capacity, delayed response, and fragile healthcare infrastructure facilitate rapid amplification of the virus [<xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>, <xref rid="ref006" ref-type="bibr">6</xref>].</p>
      <p id="S1.p4">Mathematical modeling has emerged as an indispensable tool in understanding infectious disease dynamics, particularly for EVD [<xref rid="ref003" ref-type="bibr">3</xref>, <xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>, <xref rid="ref006" ref-type="bibr">6</xref>, <xref rid="ref007" ref-type="bibr">7</xref>, <xref rid="ref010" ref-type="bibr">10</xref>]. Compartmental models, especially those based on the classical SEIR (Susceptible–Exposed–Infectious–Recovered) structure, have been widely used to simulate epidemic trajectories, estimate key parameters such as the basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and assess the potential impact of public health interventions [<xref rid="ref016" ref-type="bibr">16</xref>, <xref rid="ref017" ref-type="bibr">17</xref>, <xref rid="ref021" ref-type="bibr">21</xref>, <xref rid="ref022" ref-type="bibr">22</xref>].</p>
      <p id="S1.p5">In this study, we extend the standard SEIR framework by introducing two additional compartments: <italic>vaccinated</italic> (<inline-formula><mml:math alttext="V" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula>) and <italic>hospitalised</italic> (<inline-formula><mml:math alttext="H" display="inline"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula>). The <inline-formula><mml:math alttext="V" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> compartment reflects immunity through vaccination, while accounting for imperfect efficacy and waning protection [<xref rid="ref005" ref-type="bibr">5</xref>, <xref rid="ref025" ref-type="bibr">25</xref>]. The <inline-formula><mml:math alttext="H" display="inline"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula> compartment accounts for individuals receiving clinical care in isolation units, recognizing that hospitalisation reduces both mortality and transmission risk [<xref rid="ref013" ref-type="bibr">13</xref>, <xref rid="ref014" ref-type="bibr">14</xref>]. Control measures, such as vaccination, hospitalisation, and awareness-based behavioral change, are incorporated explicitly to evaluate their respective effects on epidemic outcomes [<xref rid="ref011" ref-type="bibr">11</xref>, <xref rid="ref012" ref-type="bibr">12</xref>, <xref rid="ref014" ref-type="bibr">14</xref>, <xref rid="ref015" ref-type="bibr">15</xref>].</p>
      <p id="S1.p6">The resulting model is a nonlinear system of ordinary differential equations (ODEs) with bilinear incidence, designed to capture both biological and policy-driven transitions. Below we describe the model formulation.</p>
    </sec>
    <sec id="S2">
      <label>2.</label>
      <title>Model Formulation</title>
      <p id="S2.p1">To explore the transmission and control dynamics of EVD, we partition the total human population into six mutually exclusive epidemiological compartments:</p>
      <p>
        <list list-type="bullet" id="S2.I1">
          <list-item id="S2.I1.i1">
            <p id="S2.I1.i1.p1"><inline-formula><mml:math alttext="S(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>: Susceptible individuals.</p>
          </list-item>
          <list-item id="S2.I1.i2">
            <p id="S2.I1.i2.p1"><inline-formula><mml:math alttext="E(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>: Exposed (infected but not yet infectious) individuals.</p>
          </list-item>
          <list-item id="S2.I1.i3">
            <p id="S2.I1.i3.p1"><inline-formula><mml:math alttext="I(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>: Infectious individuals.</p>
          </list-item>
          <list-item id="S2.I1.i4">
            <p id="S2.I1.i4.p1"><inline-formula><mml:math alttext="V(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>: Vaccinated individuals.</p>
          </list-item>
          <list-item id="S2.I1.i5">
            <p id="S2.I1.i5.p1"><inline-formula><mml:math alttext="H(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>: Hospitalized individuals under clinical care.</p>
          </list-item>
          <list-item id="S2.I1.i6">
            <p id="S2.I1.i6.p1"><inline-formula><mml:math alttext="R(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>: Recovered individuals with acquired immunity.</p>
          </list-item>
        </list>
      </p>
      <sec id="S2.SS1">
        <label>2.1</label>
        <title>Model Assumptions</title>
        <p id="S2.SS1.p1">The model is governed by the following assumptions, consistent with established EVD dynamics [<xref rid="ref003" ref-type="bibr">3</xref>, <xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>, <xref rid="ref005" ref-type="bibr">5</xref>, <xref rid="ref009" ref-type="bibr">9</xref>]:</p>
        <p>
          <list list-type="order" id="S2.I2">
            <list-item id="S2.I2.i1">
              <p id="S2.I2.i1.p1">Recruitment into the susceptible population occurs at a constant rate <inline-formula><mml:math alttext="A_{h}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
            </list-item>
            <list-item id="S2.I2.i2">
              <p id="S2.I2.i2.p1">Susceptible individuals are vaccinated at rate <inline-formula><mml:math alttext="\alpha_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>; vaccine-induced immunity wanes at rate <inline-formula><mml:math alttext="\alpha_{2}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
            </list-item>
            <list-item id="S2.I2.i3">
              <p id="S2.I2.i3.p1">Susceptible individuals contract EVD via effective contact with infectious individuals at rate <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>, modeled with a bilinear incidence term <inline-formula><mml:math alttext="\beta SI" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref rid="ref003" ref-type="bibr">3</xref>, <xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>].</p>
            </list-item>
            <list-item id="S2.I2.i4">
              <p id="S2.I2.i4.p1">Exposed individuals progress to the infectious class at rate <inline-formula><mml:math alttext="\delta_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, or are vaccinated (e.g., ring vaccination or post-exposure prophylaxis) at rate <inline-formula><mml:math alttext="\delta_{2}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> [<xref rid="ref005" ref-type="bibr">5</xref>, <xref rid="ref025" ref-type="bibr">25</xref>].</p>
            </list-item>
            <list-item id="S2.I2.i5">
              <p id="S2.I2.i5.p1">Vaccinated individuals may still become infected due to vaccine failure at rate <inline-formula><mml:math alttext="\delta_{3}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
            </list-item>
            <list-item id="S2.I2.i6">
              <p id="S2.I2.i6.p1">Infectious individuals recover at rate <inline-formula><mml:math alttext="\gamma_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> or are hospitalized at rate <inline-formula><mml:math alttext="\gamma_{2}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> [<xref rid="ref013" ref-type="bibr">13</xref>].</p>
            </list-item>
            <list-item id="S2.I2.i7">
              <p id="S2.I2.i7.p1">Hospitalized individuals recover or die (exit the compartment) at rate <inline-formula><mml:math alttext="\gamma_{3}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
            </list-item>
            <list-item id="S2.I2.i8">
              <p id="S2.I2.i8.p1">All compartments are subject to a uniform natural mortality or removal rate <inline-formula><mml:math alttext="k" display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
            </list-item>
          </list>
        </p>
        <p>
          <table-wrap id="T1">
            <label>Table 1</label>
            <caption>
              <p>Descriptions of parameters used in the model.</p>
            </caption>
            <table>
              <thead>
                <tr>
                  <th style="border-top: 1px solid black;" align="center">
                    <bold>Parameter</bold>
                  </th>
                  <th style="border-top: 1px solid black;" align="left">
                    <bold>Interpretation</bold>
                  </th>
                </tr>
              </thead>
              <tbody>
                <tr>
                  <th style="border-top: 1px solid black;" align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="A_{h}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>A</mml:mi>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td style="border-top: 1px solid black;" align="left">Recruitment rate into the susceptible class.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\alpha_{1}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Vaccination rate for susceptible individuals.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\alpha_{2}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Rate of waning immunity among vaccinated individuals.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\beta" display="inline">
                        <mml:mi>β</mml:mi>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Effective contact rate between susceptible and infectious individuals.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\delta_{1}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Progression rate from exposed to infectious.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\delta_{2}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Vaccination/intervention rate among exposed individuals.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\delta_{3}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Vaccine failure rate.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\gamma_{1}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Recovery rate of infectious individuals.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\gamma_{2}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Hospitalisation rate of infectious individuals.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="\gamma_{3}" display="inline">
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td align="left">Recovery/mortality rate in hospitalized individuals.</td>
                </tr>
                <tr>
                  <th style="border-bottom: 1px solid black;" align="center">
                    <inline-formula>
                      <mml:math alttext="k" display="inline">
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:math>
                    </inline-formula>
                  </th>
                  <td style="border-bottom: 1px solid black;" align="left">Natural mortality/removal rate across all compartments.</td>
                </tr>
              </tbody>
            </table>
          </table-wrap>
        </p>
      </sec>
      <sec id="S2.SS2">
        <label>2.2</label>
        <title>Mathematical Model</title>
        <p id="S2.SS2.p1">The dynamics of the EVD transmission system are captured by the following set of nonlinear ODEs, with parameters defined in Table <xref rid="T1" ref-type="table">1</xref>:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S2.E1">
            <mml:math alttext="\begin{cases}\frac{dS}{dt}=A_{h}+\alpha_{2}V-(\alpha_{1}+k+\beta I)S,\\&#10;\frac{dE}{dt}=\beta SI-(\delta_{1}+\delta_{2}+k)E,\\&#10;\frac{dI}{dt}=\delta_{1}E+\delta_{3}V-(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)I,\\&#10;\frac{dV}{dt}=\alpha_{1}S+\delta_{2}E-(\delta_{3}+\alpha_{2}+k)V,\\&#10;\frac{dH}{dt}=\gamma_{2}I-(\gamma_{3}+k)H,\\&#10;\frac{dR}{dt}=\gamma_{1}I+\gamma_{3}H-kR.\end{cases}" display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mtable columnspacing="5pt" displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mstyle displaystyle="false">
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>S</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>A</mml:mi>
                                <mml:mi>h</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>α</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>V</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>α</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>β</mml:mi>
                                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                    <mml:mi>I</mml:mi>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>S</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd/>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mstyle displaystyle="false">
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>S</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd/>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mstyle displaystyle="false">
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>I</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>V</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd/>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mstyle displaystyle="false">
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>V</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>α</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>S</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>3</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>α</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>V</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd/>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mstyle displaystyle="false">
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>H</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                                    <mml:mn>3</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd/>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mstyle displaystyle="false">
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>R</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>d</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>I</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>H</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>R</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd/>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p id="S2.SS2.p3">Subject to the following initial conditions:</p>
        <p>
          <disp-formula-group id="S2.E2">
            <disp-formula id="S2.E2X">
              <mml:math alttext="\displaystyle S(0)&gt;0,\quad E(0)\geq 0,\quad I(0)\geq 0," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>≥</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>≥</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S2.E2Xa">
              <mml:math alttext="\displaystyle V(0)\geq 0,\quad H(0)\geq 0,\quad R(0)\geq 0." display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>≥</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>H</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>≥</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>≥</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </disp-formula-group>
        </p>
        <p id="S2.SS2.p4">Figure <xref ref-type="fig" rid="F1">1</xref> presents the flow diagram representing the compartmental structure and transitions of the proposed model. Each parameter and transition is biologically motivated and derived from literature [<xref rid="ref003" ref-type="bibr">3</xref>, <xref rid="ref004" ref-type="bibr">4</xref>, <xref rid="ref010" ref-type="bibr">10</xref>].</p>
        <p>
          <fig id="F1">
            <label>Figure 1.</label>
            <caption>
              <p>Flow diagram of the proposed Ebola virus transmission model.</p>
            </caption>
            <graphic xlink:href="wali.png"/>
          </fig>
        </p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="S3">
      <label>3.</label>
      <title>Theoretical Analysis</title>
      <sec id="S3.SS1">
        <label>3.1</label>
        <title>Positivity of Solutions</title>
        <statement id="S3.Thmthm1">
          <title>
            <bold>.</bold>
          </title>
          <p id="S3.Thmthm1.p1">
            <italic>Given non-negative initial conditions, all solutions of the system (<xref rid="S2.E1">1</xref>) remain non-negative for all <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="t\geq 0" display="inline"><m:mrow><m:mi>t</m:mi><m:mo>≥</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:mrow></m:math></inline-formula>.</italic>
          </p>
        </statement>
        <statement>
          <title>Proof..</title>
          <p id="S3.SS1.p1">We prove the non-negativity of each compartment in system (<xref rid="S2.E1">1</xref>) using contradiction and differential inequalities.</p>
          <p id="S3.SS1.p2"><bold>Step 1: <inline-formula><mml:math alttext="S(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>Suppose there exists a first time <inline-formula><mml:math alttext="t_{0}&gt;0" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math alttext="S(t_{0})=0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, with <inline-formula><mml:math alttext="S(t)&gt;0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math alttext="t&lt;t_{0}" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math alttext="S(t)&lt;0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for some <inline-formula><mml:math alttext="t&gt;t_{0}" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The governing equation is:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E1">
              <mml:math alttext="\frac{dS}{dt}=A_{h}+\alpha_{2}V-(\alpha_{1}+k+\beta I)S." display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>A</mml:mi>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>At <inline-formula><mml:math alttext="t=t_{0}" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, since <inline-formula><mml:math alttext="S(t_{0})=0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we have:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E2">
              <mml:math alttext="\left.\frac{dS}{dt}\right|_{t=t_{0}}=A_{h}+\alpha_{2}V(t_{0})\geq 0," display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>A</mml:mi>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>≥</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>which contradicts <inline-formula><mml:math alttext="S(t)&lt;0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math alttext="t&gt;t_{0}" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Thus, <inline-formula><mml:math alttext="S(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math alttext="t\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
          <p id="S3.SS1.p3">
            <bold>Step 2: <inline-formula><mml:math alttext="E(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>
          </p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E3">
              <mml:math alttext="\frac{dE}{dt}=\beta SI-(\delta_{1}+\delta_{2}+k)E." display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>β</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>If <inline-formula><mml:math alttext="E(t_{0})=0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula><mml:math alttext="\frac{dE}{dt}=\beta SI\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, so <inline-formula><mml:math alttext="E(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
          <p id="S3.SS1.p4">
            <bold>Step 3: <inline-formula><mml:math alttext="I(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>
          </p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E4">
              <mml:math alttext="\frac{dI}{dt}=\delta_{1}E+\delta_{3}V-(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)I." display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>If <inline-formula><mml:math alttext="I(t_{0})=0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula><mml:math alttext="\frac{dI}{dt}=\delta_{1}E+\delta_{3}V\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
          <p id="S3.SS1.p5">
            <bold>Step 4: <inline-formula><mml:math alttext="V(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>
          </p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E5">
              <mml:math alttext="\frac{dV}{dt}=\alpha_{1}S+\delta_{2}E-(\delta_{3}+\alpha_{2}+k)V." display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>S</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>If <inline-formula><mml:math alttext="V(t_{0})=0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula><mml:math alttext="\frac{dV}{dt}=\alpha_{1}S+\delta_{2}E\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
          <p id="S3.SS1.p6">
            <bold>Step 5: <inline-formula><mml:math alttext="H(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>
          </p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E6">
              <mml:math alttext="\frac{dH}{dt}=\gamma_{2}I-(\gamma_{3}+k)H." display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>If <inline-formula><mml:math alttext="H(t_{0})=0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula><mml:math alttext="\frac{dH}{dt}=\gamma_{2}I\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
          <p id="S3.SS1.p7">
            <bold>Step 6: <inline-formula><mml:math alttext="R(t)\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></bold>
          </p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E7">
              <mml:math alttext="\frac{dR}{dt}=\gamma_{1}I+\gamma_{3}H-kR." display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>H</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>If <inline-formula><mml:math alttext="R(t_{0})=0" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula><mml:math alttext="\frac{dR}{dt}=\gamma_{1}I+\gamma_{3}H\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
          <p id="S3.SS1.p8"><bold>Conclusion:</bold> All compartments remain non-negative for all <inline-formula><mml:math alttext="t\geq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>≥</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. ∎</p>
        </statement>
      </sec>
      <sec id="S3.SS2">
        <label>3.2</label>
        <title>Disease-Free Equilibrium Point</title>
        <p id="S3.SS2.p1">The <italic>disease-free equilibrium (DFE)</italic> represents a state where no infection exists in the population:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S3.E8">
            <mml:math alttext="(S^{*},E^{*},I^{*},V^{*},H^{*},R^{*})=\left(\frac{A_{h}}{\alpha_{1}+k},0,0,0,0%&#10;,0\right)." display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>E</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>A</mml:mi>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p id="S3.SS2.p2">The DFE is stable if the basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}\leq 1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. When <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}&gt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the disease may invade and persist in the population.</p>
      </sec>
      <sec id="S3.SS3">
        <label>3.3</label>
        <title>Endemic Equilibrium Point</title>
        <p id="S3.SS3.p1">An <italic>endemic equilibrium</italic> refers to a state where the disease persists over time. The number of infections, recoveries, and deaths balance such that:</p>
        <p>
          <disp-formula-group id="S3.E9">
            <disp-formula id="S3.E9X">
              <mml:math alttext="\displaystyle S^{*}=\frac{A_{h}-V^{*}}{\alpha_{1}+k+\beta I^{*}}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>A</mml:mi>
                            <mml:mi>h</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>β</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S3.E9Xa">
              <mml:math alttext="\displaystyle E^{*}=\frac{\beta S^{*}I^{*}}{\delta_{1}+\delta_{2}+k}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>E</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>β</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S3.E9Xb">
              <mml:math alttext="\displaystyle I^{*}=\frac{\delta_{1}E^{*}+\delta_{3}V^{*}}{\gamma_{1}+\gamma_{%&#10;2}+k}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>V</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S3.E9Xc">
              <mml:math alttext="\displaystyle V^{*}=\frac{\alpha_{1}S^{*}+\delta_{2}E^{*}}{\delta_{3}+\alpha_{%&#10;2}+k}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>S</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S3.E9Xd">
              <mml:math alttext="\displaystyle H^{*}=\frac{\gamma_{2}I^{*}}{\gamma_{3}+k}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S3.E9Xe">
              <mml:math alttext="\displaystyle R^{*}=\frac{\gamma_{1}I^{*}+\gamma_{3}H^{*}}{k}." display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </disp-formula-group>
        </p>
      </sec>
      <sec id="S3.SS4">
        <label>3.4</label>
        <title>Model Analysis and Boundedness</title>
        <p id="S3.SS4.p1">Define the total human population as:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S3.E10">
            <mml:math alttext="N(t)=S(t)+E(t)+I(t)+V(t)+H(t)+R(t)." display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>E</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p id="S3.SS4.p2">Differentiating, we obtain:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S3.E11">
            <mml:math alttext="\frac{dN}{dt}=A_{h}-kN(t)." display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                      <mml:mi>h</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p id="S3.SS4.p3">Solving the differential equation yields:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S3.E12">
            <mml:math alttext="N(t)=N(0)e^{-kt}+\frac{A_{h}}{k}(1-e^{-kt})." display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>A</mml:mi>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>e</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p id="S3.SS4.p4">Hence, as <inline-formula><mml:math alttext="t\to\infty" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">∞</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the population tends to:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S3.E13">
            <mml:math alttext="\lim_{t\to\infty}N(t)=\frac{A_{h}}{k}." display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:munder>
                      <mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">→</mml:mo>
                        <mml:mi mathvariant="normal">∞</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:munder>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                      <mml:mi>h</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
                <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <statement id="S3.Thmlemma1">
          <title>
            <bold>.</bold>
          </title>
          <p id="S3.Thmlemma1.p1">
            <italic>The region</italic>
          </p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E14">
              <mml:math alttext="\Omega=\left\{(S,E,I,V,H,R)\in\mathbb{R}_{+}^{6}:N(t)\leq\frac{A_{h}}{k}\right\}" display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>{</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>∈</mml:mo>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>6</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo lspace="0.278em" rspace="0.278em">:</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>A</mml:mi>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>}</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>
            <italic>is positively invariant.</italic>
          </p>
        </statement>
        <statement>
          <title>Proof..</title>
          <p id="S3.SS4.p5">From the total population dynamics:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E15">
              <mml:math alttext="\frac{dN}{dt}=A_{h}-kN," display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>A</mml:mi>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>with the integrating factor method, we obtain:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E16">
              <mml:math alttext="N(t)\geq N(0)e^{-kt}+\frac{A_{h}}{k}(1-e^{-kt})." display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>≥</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>e</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>A</mml:mi>
                            <mml:mi>h</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>e</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                  <mml:mi>t</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>Therefore, <inline-formula><mml:math alttext="N(t)\to\frac{A_{h}}{k}" display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math alttext="t\to\infty" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">∞</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and solutions are bounded within region <inline-formula><mml:math alttext="\Omega" display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Furthermore, since each component satisfies:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S3.E17">
              <mml:math alttext="\begin{pmatrix}S(t)\\&#10;E(t)\\&#10;I(t)\\&#10;V(t)\\&#10;H(t)\\&#10;R(t)\end{pmatrix}\in\mathbb{R}_{+}^{6}," display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mtable displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>S</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>V</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>R</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                      </mml:mtable>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>6</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p>the model is mathematically well-posed and epidemiologically meaningful. ∎</p>
        </statement>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="S4">
      <label>4.</label>
      <title>Basic Reproduction Number (<inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>)</title>
      <p id="S4.p1">The basic reproduction number, denoted as <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, is a critical threshold used to evaluate the potential for disease spread in a fully susceptible population. Specifically, <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the expected number of secondary infections produced by a single infectious individual introduced into a completely susceptible population. When <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}&lt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the disease cannot invade the population and will eventually die out. Conversely, if <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}&gt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the disease may cause an outbreak and persist in the population. Thus, understanding and computing <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is crucial for predicting the future dynamics of the disease and guiding effective control strategies.</p>
      <p id="S4.p2">Numerous studies have addressed the determination of <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> for various epidemiological models [<xref rid="ref015" ref-type="bibr">15</xref>, <xref rid="ref016" ref-type="bibr">16</xref>]. In this work, we compute <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> for the proposed model (<xref rid="S4.E1">1</xref>) using the next-generation matrix method [<xref rid="ref017" ref-type="bibr">17</xref>, <xref rid="ref018" ref-type="bibr">18</xref>]. The infection subsystem is isolated, and the matrices <inline-formula><mml:math alttext="F" display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math alttext="V" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> are constructed in accordance with the formulation given in [<xref rid="ref008" ref-type="bibr">8</xref>].</p>
      <p id="S4.p3">The infection subsystem of the model (<xref rid="S4.E1">1</xref>) is given by:</p>
      <p>
        <disp-formula id="S4.E1">
          <mml:math alttext="\begin{cases}\frac{dE}{dt}=\beta SI-(\delta_{1}+\delta_{2}+k)E,\\&#10;\frac{dI}{dt}=\delta_{1}E+\delta_{3}V-(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)I,\\&#10;\frac{dV}{dt}=\alpha_{1}S+\delta_{2}E-(\delta_{3}+\alpha_{2}+k)V.\end{cases}" display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnspacing="5pt" displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mstyle displaystyle="false">
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>β</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd/>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mstyle displaystyle="false">
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>I</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>3</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>V</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd/>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mstyle displaystyle="false">
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>V</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>α</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>S</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>α</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd/>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <p id="S4.p5">The new infection matrix <inline-formula><mml:math alttext="F" display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula> and its Jacobian at the disease-free equilibrium are:</p>
      <p>
        <disp-formula id="S4.E2">
          <mml:math alttext="F=\begin{pmatrix}\beta SI\\&#10;0\\&#10;0\end{pmatrix},\quad F^{*}=\begin{pmatrix}0&amp;\beta S_{0}&amp;0\\&#10;0&amp;0&amp;0\\&#10;0&amp;0&amp;0\end{pmatrix}." display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mtable displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>β</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                    </mml:mtable>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>F</mml:mi>
                    <mml:mo>∗</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mtable columnspacing="5pt" displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>β</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>S</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                    </mml:mtable>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <p id="S4.p7">The transition matrix <inline-formula><mml:math alttext="V" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined as:</p>
      <p>
        <disp-formula id="S4.E3">
          <mml:math alttext="V=\begin{pmatrix}(\delta_{1}+\delta_{2}+k)E\\&#10;(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)I-\delta_{1}E-\delta_{3}V\\&#10;(\delta_{3}+\alpha_{2}+k)V-\delta_{2}E\end{pmatrix}." display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>V</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mtable displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>α</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <p id="S4.p9">The inverse of the Jacobian of <inline-formula><mml:math alttext="V" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> evaluated at the disease-free equilibrium is:</p>
      <p>
        <disp-formula id="S4.E4">
          <mml:math alttext="V^{*-1}=\begin{pmatrix}\delta_{1}+\delta_{2}+k&amp;0&amp;0\\&#10;-\delta_{1}&amp;\gamma_{1}+\gamma_{2}+k&amp;-\delta_{3}\\&#10;-\delta_{2}&amp;0&amp;\delta_{3}+\alpha_{2}+k\end{pmatrix}." display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi/>
                    <mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">∗</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mtable columnspacing="5pt" displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <p id="S4.p11">Multiplying <inline-formula><mml:math alttext="F^{*}" display="inline"><mml:msup><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math alttext="V^{*-1}" display="inline"><mml:msup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi/><mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">∗</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> yields:</p>
      <p>
        <disp-formula id="S4.E5">
          <mml:math alttext="FV^{-1}=\begin{pmatrix}\frac{\beta S_{0}\delta_{1}}{(\delta_{1}+\delta_{2}+k)(%&#10;\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)}&amp;\frac{\beta S_{0}}{\gamma_{1}+\gamma_{2}+k}&amp;0\\&#10;0&amp;0&amp;0\\&#10;0&amp;0&amp;0\end{pmatrix}." display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>V</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mtable columnspacing="5pt" displaystyle="true" rowspacing="0pt">
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mstyle displaystyle="false">
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>S</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mstyle displaystyle="false">
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>S</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <p id="S4.p13">The basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is given by the spectral radius of <inline-formula><mml:math alttext="FV^{-1}" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:msup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>:</p>
      <p>
        <disp-formula id="S4.E6">
          <mml:math alttext="R_{0}=\frac{\beta\delta_{1}A_{h}}{(\delta_{1}+\delta_{2}+k)(\gamma_{1}+\gamma_%&#10;{2}+k)(\alpha_{1}+k)}." display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                      <mml:mi>h</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <p id="S4.p15">The effects of the parameters <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math alttext="A_{h}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math alttext="k" display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> on <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> are illustrated in Figure <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>, highlighting their influence on the potential for disease spread.</p>
      <p>
        <fig id="F2">
          <label>Figure 2.</label>
          <caption>
            <p>Effects of <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math alttext="A_{h}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math alttext="k" display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> on <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="R_0_beta_A_h.png"/>
          <graphic xlink:href="R_0beta_kkkk.png"/>
        </fig>
      </p>
      <sec id="S4.SS1">
        <label>4.1</label>
        <title>Local Stability of the Disease-Free Equilibrium</title>
        <statement id="S4.Thmthm1">
          <title>
            <bold>.</bold>
          </title>
          <p id="S4.Thmthm1.p1">
            <italic>The disease-free equilibrium <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="E_{0}" display="inline"><m:msub><m:mi>E</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula> of system (<xref rid="S4.E1">1</xref>) is locally asymptotically stable if <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="R_{0}&lt;1" display="inline"><m:mrow><m:msub><m:mi>R</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>&lt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:mrow></m:math></inline-formula> and unstable if <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="R_{0}&gt;1" display="inline"><m:mrow><m:msub><m:mi>R</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:mrow></m:math></inline-formula>.</italic>
          </p>
        </statement>
        <statement>
          <title>Proof..</title>
          <p id="S4.SS1.p1">At the disease-free equilibrium point <inline-formula><mml:math alttext="E_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the Jacobian matrix of system (<xref rid="S4.E1">1</xref>) is:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S4.E7">
              <mml:math alttext="JE_{0}=\begin{pmatrix}-(\alpha_{1}+k)&amp;0&amp;\beta S^{*}&amp;\alpha_{2}&amp;0&amp;0\\&#10;0&amp;-Z_{1}&amp;\beta S^{*}&amp;0&amp;0&amp;0\\&#10;0&amp;\delta_{1}&amp;-Z_{2}&amp;\delta_{3}&amp;0&amp;0\\&#10;\alpha_{1}&amp;\delta_{2}&amp;0&amp;-(\delta_{3}+\alpha_{2}+k)&amp;0&amp;0\\&#10;0&amp;0&amp;\gamma_{2}&amp;0&amp;-(\gamma_{3}+k)&amp;0\\&#10;0&amp;0&amp;\gamma_{1}&amp;0&amp;\gamma_{3}&amp;-k\end{pmatrix}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>J</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mtable columnspacing="5pt" rowspacing="0pt">
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>α</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>S</mml:mi>
                                <mml:mo>∗</mml:mo>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>Z</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>β</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>S</mml:mi>
                                <mml:mo>∗</mml:mo>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>Z</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>3</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>α</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                                    <mml:mn>3</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                        <mml:mtr>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mtd>
                          <mml:mtd>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mtd>
                        </mml:mtr>
                      </mml:mtable>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p id="S4.SS1.p3">where <inline-formula><mml:math alttext="Z_{1}=\delta_{1}+\delta_{2}+k" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math alttext="Z_{2}=\gamma_{1}+\gamma_{2}+k" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The eigenvalues of this matrix are:</p>
          <p>
            <disp-formula-group id="S4.E8">
              <disp-formula id="S4.E8X">
                <mml:math alttext="\displaystyle\lambda_{1}=-(\alpha_{1}+k),\quad\lambda_{2}=-(\gamma_{1}+\gamma_%&#10;{2}+k)," display="inline">
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>α</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:math>
              </disp-formula>
              <disp-formula id="S4.E8Xa">
                <mml:math alttext="\displaystyle\lambda_{3}=-k,\quad\lambda_{4}=-Z_{1}," display="inline">
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>Z</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:math>
              </disp-formula>
              <disp-formula id="S4.E8Xb">
                <mml:math alttext="\displaystyle\lambda_{5}=-Z_{1}Z_{2},\quad\lambda_{6}=-Z_{1}Z_{2}(\delta_{3}+%&#10;\alpha_{2}+k)." display="inline">
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>5</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>Z</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>Z</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>6</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>Z</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>Z</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>α</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:math>
              </disp-formula>
            </disp-formula-group>
          </p>
          <p id="S4.SS1.p5">Since all eigenvalues are negative when <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}&lt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the disease-free equilibrium is locally asymptotically stable by the Routh-Hurwitz criterion [<xref rid="ref021" ref-type="bibr">21</xref>, <xref rid="ref022" ref-type="bibr">22</xref>, <xref rid="ref024" ref-type="bibr">24</xref>]. ∎</p>
        </statement>
      </sec>
      <sec id="S4.SS2">
        <label>4.2</label>
        <title>Global Stability of the Endemic Equilibrium</title>
        <statement id="S4.Thmthm2">
          <title>
            <bold>.</bold>
          </title>
          <p id="S4.Thmthm2.p1">
            <italic>If <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="R_{0}&gt;1" display="inline"><m:mrow><m:msub><m:mi>R</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:mrow></m:math></inline-formula>, then the endemic equilibrium <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="E_{1}" display="inline"><m:msub><m:mi>E</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula> of system (<xref rid="S4.E1">1</xref>) is globally asymptotically stable in <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="\Omega" display="inline"><m:mi mathvariant="normal">Ω</m:mi></m:math></inline-formula>.</italic>
          </p>
        </statement>
        <statement>
          <title>Proof..</title>
          <p id="S4.SS2.p1">For <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}&gt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the existence of a unique endemic equilibrium <inline-formula><mml:math alttext="E_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is guaranteed. We consider the standard Lyapunov function [<xref rid="ref023" ref-type="bibr">23</xref>]:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S4.E9">
              <mml:math alttext="V(x)=\sum_{i=1}^{n}\frac{c_{i}}{2}(x_{i}-x_{i}^{*})^{2}," display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo rspace="0.111em">=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:munderover>
                        <mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                      </mml:munderover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>c</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                                <mml:mo>∗</mml:mo>
                              </mml:msubsup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p id="S4.SS2.p3">which, for our system, takes the form:</p>
          <p>
            <disp-formula-group id="S4.E10">
              <disp-formula id="S4.E10X">
                <mml:math alttext="\displaystyle V(S,E,I,V,H,R)=\frac{1}{2}\left[(S-S^{*})+(E-E^{*})\right." class="ltx_math_unparsed" display="inline">
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>V</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>E</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>S</mml:mi>
                          <mml:mo>∗</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                          <mml:mo>∗</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:math>
              </disp-formula>
              <disp-formula id="S4.E10Xa">
                <mml:math alttext="\displaystyle\left.+(I-I^{*})+(V-V^{*})+(H-H^{*})+(R-R^{*})\right]^{2}." class="ltx_math_unparsed" display="inline">
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                        <mml:mo>∗</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                        <mml:mo>∗</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                        <mml:mo>∗</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mo>∗</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi/>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:math>
              </disp-formula>
            </disp-formula-group>
          </p>
          <p id="S4.SS2.p5">Differentiating (<xref rid="S4.E10">10</xref>) along solutions of system (<xref rid="S4.E1">1</xref>), and noting that:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S4.E11">
              <mml:math alttext="\frac{d}{dt}(S+E+I+V+H+R)=-k(S+E+I+V+H+R)," display="block">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>S</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>H</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>R</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p id="S4.SS2.p7">we obtain:</p>
          <p>
            <disp-formula id="S4.E12">
              <mml:math alttext="\begin{aligned} \frac{dV}{dt}&amp;=-k(S+E+I+V+H+R)\cdot\left[(S-S^{*})+(E-E^{*})%&#10;\right.\\&#10;&amp;\quad\left.+(I-I^{*})+(V-V^{*})+(H-H^{*})+(R-R^{*})\right].\end{aligned}" class="ltx_math_unparsed" display="inline">
                <mml:mtable columnspacing="0pt" rowspacing="6.0pt">
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd class="ltx_align_right" columnalign="right">
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>d</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo rspace="0em">=</mml:mo>
                        <mml:mo lspace="0em">−</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mi>S</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>H</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mo rspace="0.055em" stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo rspace="0.222em">⋅</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>[</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>S</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                              <mml:mo>∗</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd/>
                    <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>I</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mi>H</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>R</mml:mi>
                            <mml:mo>∗</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>]</mml:mo>
                        <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </p>
          <p id="S4.SS2.p9">Clearly, <inline-formula><mml:math alttext="\frac{dV}{dt}\leq 0" display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and equality holds if and only if the state variables equal their endemic equilibrium values. Hence, by LaSalle's Invariance Principle [<xref rid="ref023" ref-type="bibr">23</xref>], the endemic equilibrium <inline-formula><mml:math alttext="E_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is globally asymptotically stable in <inline-formula><mml:math alttext="\Omega" display="inline"><mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi></mml:math></inline-formula>. ∎</p>
        </statement>
      </sec>
      <sec id="S4.SS3">
        <label>4.3</label>
        <title>Sensitivity Analysis of <inline-formula><mml:math alttext="\bm{R_{0}}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>𝑹</mml:mi><mml:mn>𝟎</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula></title>
        <p id="S4.SS3.p1">The sensitivity analysis of the basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> with respect to model parameters plays a crucial role in understanding the influence of each parameter on disease transmission, control, and treatment effectiveness, as demonstrated in similar infectious disease models [<xref rid="ref019" ref-type="bibr">19</xref>]. This analysis identifies which parameters most significantly impact <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and thus should be prioritized in disease mitigation strategies.</p>
        <p id="S4.SS3.p2">We examine the sensitivity of <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> in relation to the key parameters of the Ebola virus model (<xref rid="S4.E1">1</xref>). The sensitivity index of a parameter <inline-formula><mml:math alttext="\psi" display="inline"><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:math></inline-formula> is computed using the normalized forward sensitivity index as proposed by Chitnis et al. [<xref rid="ref021" ref-type="bibr">21</xref>], defined as:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S4.E13">
            <mml:math alttext="X_{\psi}^{R_{0}}=\frac{\partial R_{0}}{\partial\psi}\times\frac{\psi}{R_{0}}" display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>ψ</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="0em">∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="0em">∂</mml:mo>
                      <mml:mi>ψ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">×</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mi>ψ</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p id="S4.SS3.p3">The sensitivity indices for relevant model parameters are computed as follows, with their impacts illustrated in Figure <xref ref-type="fig" rid="F3">3</xref>:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S4.E14">
            <mml:math alttext="\begin{aligned} X_{\beta}^{R_{0}}&amp;=1,\quad X_{A_{h}}^{R_{0}}=1,\\&#10;X_{\delta_{1}}^{R_{0}}&amp;=-\frac{\delta_{1}}{\delta_{1}+\delta_{2}+k},\quad X_{%&#10;\delta_{2}}^{R_{0}}=-\frac{\delta_{2}}{\delta_{1}+\delta_{2}+k},\\&#10;X_{k}^{R_{0}}&amp;=-k\left(\frac{1}{\delta_{1}+\delta_{2}+k}+\frac{1}{\gamma_{1}+%&#10;\gamma_{2}+k}+\frac{1}{\alpha_{1}+k}\right),\\&#10;X_{\gamma_{1}}^{R_{0}}&amp;=-\gamma_{1}\left(\frac{(\delta_{1}+\delta_{2}+\gamma_{%&#10;1})(\alpha_{1}+k)+(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)(\alpha_{1}+k)}{(\delta_{1}+\delta_%&#10;{2}+\gamma_{1})(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)(\alpha_{1}+k)}\right),\\&#10;X_{\gamma_{2}}^{R_{0}}&amp;=-\gamma_{2}\left(\frac{(\delta_{1}+\delta_{2}+\gamma_{%&#10;1})(\alpha_{1}+k)+(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)(\delta_{1}+\delta_{2}+\gamma_{1})}%&#10;{(\delta_{1}+\delta_{2}+\gamma_{1})(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)(\alpha_{1}+k)}%&#10;\right),\\&#10;X_{\alpha_{1}}^{R_{0}}&amp;=-\alpha_{1}\cdot\frac{\beta A_{h}(\delta_{1}+\delta_{2%&#10;}+\gamma_{1})}{(\delta_{1}+\delta_{2}+\gamma_{1})^{2}(\gamma_{1}+\gamma_{2}+k)%&#10;^{2}}\end{aligned}" display="inline">
              <mml:mtable columnspacing="0pt" rowspacing="6.0pt">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_right" columnalign="right">
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi/>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>X</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>A</mml:mi>
                              <mml:mi>h</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>R</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_right" columnalign="right">
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi/>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mstyle displaystyle="true">
                              <mml:mfrac>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mstyle>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>X</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>R</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mstyle displaystyle="true">
                              <mml:mfrac>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>k</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mstyle>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_right" columnalign="right">
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi/>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mstyle displaystyle="true">
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                                        <mml:mn>2</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mstyle displaystyle="true">
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                                        <mml:mn>2</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mstyle displaystyle="true">
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>α</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mfrac>
                                </mml:mstyle>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_right" columnalign="right">
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi/>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mstyle displaystyle="true">
                                <mml:mfrac>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                                            <mml:mn>2</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>α</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:mi>k</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                                            <mml:mn>2</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:mi>k</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>α</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:mi>k</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>α</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mfrac>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_right" columnalign="right">
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi/>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mstyle displaystyle="true">
                                <mml:mfrac>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                                            <mml:mn>2</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>α</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:mi>k</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                                            <mml:mn>2</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:mi>k</mml:mi>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                                            <mml:mn>2</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                          <mml:mo>+</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msub>
                                          <mml:mi>α</mml:mi>
                                          <mml:mn>1</mml:mn>
                                        </mml:msub>
                                        <mml:mo>+</mml:mo>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mfrac>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd class="ltx_align_right" columnalign="right">
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>α</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mtd>
                  <mml:mtd class="ltx_align_left" columnalign="left">
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi/>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">⋅</mml:mo>
                          <mml:mstyle displaystyle="true">
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>β</mml:mi>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>A</mml:mi>
                                  <mml:mi>h</mml:mi>
                                </mml:msub>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>δ</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                    </mml:msub>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                                        <mml:mn>2</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                                        <mml:mn>2</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:mi>k</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p>
          <fig id="F3">
            <label>Figure 3.</label>
            <caption>
              <p>Sensitivity indices of parameters influencing <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
            </caption>
            <graphic xlink:href="sen.png"/>
          </fig>
        </p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="S5">
      <label>5.</label>
      <title>Optimal Control System</title>
      <p>
        <fig id="F4">
          <label>Figure 4.</label>
          <caption>
            <p>Dynamics of EVD compartments with and without control interventions (<inline-formula><mml:math alttext="m_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math alttext="m_{2}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>).</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="fig4.jpg"/>
        </fig>
      </p>
      <p id="S5.p1">To further mitigate the Ebola Virus Disease (EVD), we expand the model (<xref rid="S2.E1">1</xref>) by incorporating two time-dependent control functions: <inline-formula><mml:math alttext="m_{1}(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math alttext="m_{2}(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Here, <inline-formula><mml:math alttext="m_{1}(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents enhanced diagnostic efforts for exposed individuals, while <inline-formula><mml:math alttext="m_{2}(t)" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>⁢</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> captures the immediate treatment of infected individuals. The extended model is given by:</p>
      <p>
        <disp-formula-group id="S5.E1">
          <disp-formula id="S5.E1X">
            <mml:math alttext="\displaystyle\frac{dS}{dt}=A_{h}+\alpha_{2}V-(\alpha_{1}+k)S-(1-m_{1})\beta IS," display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>A</mml:mi>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
          <disp-formula id="S5.E1Xa">
            <mml:math alttext="\displaystyle\frac{dE}{dt}=(1-m_{1})\beta IS-(\delta_{1}+\delta_{2}+k)E," display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>E</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
          <disp-formula id="S5.E1Xb">
            <mml:math alttext="\displaystyle\frac{dI}{dt}=\delta_{1}E+\delta_{3}V-(\gamma_{1}+m_{2}\gamma_{2}%&#10;+k)I," display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
          <disp-formula id="S5.E1Xc">
            <mml:math alttext="\displaystyle\frac{dV}{dt}=\alpha_{1}S+\delta_{2}E-(\delta_{3}+\alpha_{2}+k)V," display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>V</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>S</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>α</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>V</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
          <disp-formula id="S5.E1Xd">
            <mml:math alttext="\displaystyle\frac{dH}{dt}=m_{2}\gamma_{2}I-(\gamma_{3}+k)H," display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
          <disp-formula id="S5.E1Xe">
            <mml:math alttext="\displaystyle\frac{dR}{dt}=\gamma_{1}I+\gamma_{3}H-kR." display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </disp-formula-group>
      </p>
      <p id="S5.p3">The impact of these control measures on the dynamics of the EVD compartments is illustrated in Figure <xref ref-type="fig" rid="F4">4</xref>. The goal is to minimize the number of exposed and infected individuals while also minimizing the costs of the control measures. This is achieved via the following cost functional:</p>
      <p>
        <disp-formula-group id="S5.E2">
          <disp-formula id="S5.E2X">
            <mml:math alttext="\displaystyle\mathcal{J}(m_{1},m_{2})=\int_{t_{0}}^{t_{f}}\left[\mathcal{B}_{1%&#10;}E+\mathcal{B}_{2}I\right]dt" display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">𝒥</mml:mi>
                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>I</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo lspace="0em">⁢</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="0em">𝑑</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
          <disp-formula id="S5.E2Xa">
            <mml:math alttext="\displaystyle\quad+\frac{1}{2}\left(\mathcal{B}_{3}m_{1}^{2}(t)+\mathcal{B}_{4%&#10;}m_{2}^{2}(t)\right)," display="inline">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                            <mml:mn>4</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </disp-formula-group>
      </p>
      <p id="S5.p4">subject to the admissible control set:</p>
      <p>
        <disp-formula id="S5.Ex1">
          <mml:math alttext="\mathcal{U}=\left\{m_{j}(t)\colon 0\leq m_{j}(t)\leq 1,\quad j=1,2,\quad t\in[%&#10;0,t_{f}]\right\}." display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">𝒰</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⁢</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo rspace="0.278em" stretchy="false">)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo rspace="0.278em">:</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>m</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>≤</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <sec id="S5.SS1">
        <label>5.1</label>
        <title>Characterization of Optimal Control</title>
        <p id="S5.SS1.p1">Applying Pontryagin's Maximum Principle [<xref rid="ref023" ref-type="bibr">23</xref>], a widely used approach in infectious disease control models [<xref rid="ref020" ref-type="bibr">20</xref>], the Hamiltonian <inline-formula><mml:math alttext="\mathcal{H}" display="inline"><mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℋ</mml:mi></mml:math></inline-formula> for the system is given as:</p>
        <p>
          <disp-formula-group id="S5.E3">
            <disp-formula id="S5.E3X">
              <mml:math alttext="\displaystyle\mathcal{H}=\mathcal{B}_{1}E+\mathcal{B}_{2}I+\frac{1}{2}\left(%&#10;\mathcal{B}_{3}m_{1}^{2}+\mathcal{B}_{4}m_{2}^{2}\right)" display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℋ</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>E</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>I</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                              <mml:mn>4</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E3Xa">
              <mml:math alttext="\displaystyle\quad+\sum_{i=1}^{6}\lambda_{i}\frac{dx_{i}}{dt}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:munderover>
                          <mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:mo>=</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>6</mml:mn>
                        </mml:munderover>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mstyle displaystyle="true">
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mi>i</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </disp-formula-group>
        </p>
        <p>where <inline-formula><mml:math alttext="\lambda_{i}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>λ</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the adjoint variables corresponding to state variables <inline-formula><mml:math alttext="S,E,I,V,H," display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math alttext="R" display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
        <p id="S5.SS1.p2">The adjoint system is governed by:</p>
        <p>
          <disp-formula-group id="S5.E4">
            <disp-formula id="S5.E4X">
              <mml:math alttext="\displaystyle\frac{d\lambda_{1}}{dt}=\lambda_{1}(\alpha_{1}+k)+(\lambda_{1}-%&#10;\lambda_{2})(1-m_{1})\beta I+\lambda_{4}\alpha_{1}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>λ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>λ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>m</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>β</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>I</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E4Xa">
              <mml:math alttext="\displaystyle\frac{d\lambda_{2}}{dt}=-\mathcal{B}_{1}+(\delta_{1}+\delta_{2}+k%&#10;)\lambda_{2}-\lambda_{3}\delta_{1}-\lambda_{4}\delta_{2}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>δ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E4Xb">
              <mml:math alttext="\displaystyle\frac{d\lambda_{3}}{dt}=-\mathcal{B}_{2}+(\lambda_{1}-\lambda_{2}%&#10;)(1-m_{1})\beta S" display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>d</mml:mi>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>m</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E4Xc">
              <mml:math alttext="\displaystyle\quad+\lambda_{3}(\gamma_{1}+m_{2}\gamma_{2}+k)-\lambda_{5}m_{2}%&#10;\gamma_{2}-\lambda_{6}\gamma_{1}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>m</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>⁢</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                        <mml:mn>6</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E4Xd">
              <mml:math alttext="\displaystyle\frac{d\lambda_{4}}{dt}=-\lambda_{1}\alpha_{1}-\lambda_{3}\delta_%&#10;{3}+\lambda_{4}(\delta_{2}+\alpha_{2}+k)," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>4</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>λ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⁢</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>δ</mml:mi>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>δ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>α</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E4Xe">
              <mml:math alttext="\displaystyle\frac{d\lambda_{5}}{dt}=\lambda_{5}(\gamma_{3}+k)-\lambda_{6}%&#10;\gamma_{3}," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>5</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>6</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⁢</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E4Xf">
              <mml:math alttext="\displaystyle\frac{d\lambda_{6}}{dt}=\lambda_{6}k," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mn>6</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>⁢</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                        <mml:mn>6</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </disp-formula-group>
        </p>
        <p>with transversality conditions:</p>
        <p>
          <disp-formula id="S5.Ex2">
            <mml:math alttext="\lambda_{i}(t_{f})=0,\quad\text{for }i=1,\dots,6." display="block">
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo rspace="1.167em">,</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>for </mml:mtext>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi mathvariant="normal">…</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mn>6</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:math>
          </disp-formula>
        </p>
        <p id="S5.SS1.p3">The optimal controls are characterized by:</p>
        <p>
          <disp-formula-group id="S5.E5">
            <disp-formula id="S5.E5X">
              <mml:math alttext="\displaystyle m_{1}^{*}(t)=\min\left(1,\max\left(0,\frac{(\lambda_{2}-\lambda_%&#10;{1})\beta IS}{\mathcal{B}_{3}}\right)\right)," display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>∗</mml:mo>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>min</mml:mi>
                      <mml:mo>⁡</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                          <mml:mo>⁡</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mstyle displaystyle="true">
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                                        <mml:mn>2</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>−</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                                        <mml:mn>1</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                  <mml:mi>β</mml:mi>
                                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                  <mml:mi>I</mml:mi>
                                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                  <mml:mi>S</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msub>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
            <disp-formula id="S5.E5Xa">
              <mml:math alttext="\displaystyle m_{2}^{*}(t)=\min\left(1,\max\left(0,\frac{(\lambda_{3}-\lambda_%&#10;{5})\gamma_{2}I}{\mathcal{B}_{4}}\right)\right)." display="inline">
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>m</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mo>∗</mml:mo>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>⁢</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>min</mml:mi>
                      <mml:mo>⁡</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>max</mml:mi>
                          <mml:mo>⁡</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mstyle displaystyle="true">
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                                        <mml:mn>3</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mo>−</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>λ</mml:mi>
                                        <mml:mn>5</mml:mn>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>⁢</mml:mo>
                                  <mml:mi>I</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi class="ltx_font_mathcaligraphic">ℬ</mml:mi>
                                  <mml:mn>4</mml:mn>
                                </mml:msub>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo lspace="0em">.</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:math>
            </disp-formula>
          </disp-formula-group>
        </p>
        <p id="S5.SS1.p4">Combining the state system (<xref rid="S5.E1">1</xref>), the adjoint system (<xref rid="S5.E4">4</xref>), and the optimal controls (<xref rid="S5.E5">5</xref>), we obtain the full optimality system for simulation and control implementation.</p>
      </sec>
      <sec id="S5.SS2">
        <label>5.2</label>
        <title>Discussion</title>
        <p id="S5.SS2.p1">The relationship between the infection rate <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> and the basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is direct and proportional. An increase in <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> leads to a corresponding increase in <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, indicating that transmission intensity escalates with higher infection rates. Therefore, reducing <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> is essential for outbreak control. This can be achieved through interventions such as immunization, isolation, public health education, and hygiene improvements.</p>
        <p id="S5.SS2.p2">The sensitivity index of <inline-formula><mml:math alttext="\delta_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is negative, implying that an increase in <inline-formula><mml:math alttext="\delta_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> reduces <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>. A higher mortality rate in the first infectious class shortens the infectious period, thereby limiting disease transmission. Similarly, an increase in <inline-formula><mml:math alttext="\delta_{2}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>δ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> also lowers <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, underscoring the role of mortality in reducing the number of secondary infections.</p>
        <p id="S5.SS2.p3">For the recovery rate <inline-formula><mml:math alttext="k" display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula>, its sensitivity index is also negative. Enhancing the recovery rate through medical treatment or supportive care diminishes the number of infectious individuals, hence reducing <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
        <p id="S5.SS2.p4">The transition parameters <inline-formula><mml:math alttext="\gamma_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math alttext="\gamma_{2}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>γ</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> represent movement between different risk groups or health statuses. Their negative sensitivity indices suggest that facilitating transitions (e.g., hospitalization or effective isolation) can mitigate disease spread.</p>
        <p id="S5.SS2.p5">Furthermore, the natural death rate <inline-formula><mml:math alttext="\alpha_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> exhibits a negative sensitivity index. A higher <inline-formula><mml:math alttext="\alpha_{1}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> reduces the pool of susceptible individuals, thereby lowering the overall transmission potential.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="S6">
      <label>6.</label>
      <title>Numerical Simulation</title>
      <p id="S6.p1">To analyze the impact of model parameters on the disease dynamics, we evaluate the sensitivity of the basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> using the normalized forward sensitivity index defined by Chitnis et al. [<xref rid="ref021" ref-type="bibr">21</xref>], given by Equation (<xref rid="S4.E13">13</xref>).</p>
      <p>
        <disp-formula id="S6.E1">
          <mml:math alttext="\Gamma_{\theta}^{R_{0}}=\frac{\partial R_{0}}{\partial\theta}\cdot\frac{\theta%&#10;}{R_{0}}," display="block">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi mathvariant="normal">Γ</mml:mi>
                  <mml:mi>θ</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="0em">∂</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo rspace="0em">∂</mml:mo>
                      <mml:mi>θ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo lspace="0.222em" rspace="0.222em">⋅</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </p>
      <p id="S6.p3">where <inline-formula><mml:math alttext="\theta" display="inline"><mml:mi>θ</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes a given model parameter. Sensitivity analysis helps identify key parameters for intervention strategies.</p>
      <p>
        <fig id="F5">
          <label>Figure 5.</label>
          <caption>
            <p>Dynamics of compartments <inline-formula><mml:math alttext="S,E,I,V,H," display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math alttext="R" display="inline"><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="combin_WWWWW.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F6">
          <label>Figure 6.</label>
          <caption>
            <p>Effect on Susceptible class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="Effect_SSSSSS.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F7">
          <label>Figure 7.</label>
          <caption>
            <p>Effect of hospitalization on susceptible population.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="eff_A_h_SSSSSS.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F8">
          <label>Figure 8.</label>
          <caption>
            <p>Effect on exposed class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="Efeet_EEEEEEE.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F9">
          <label>Figure 9.</label>
          <caption>
            <p>Effect on infectious class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="eff_iiiiiiiiiiiiiii222.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F10">
          <label>Figure 10.</label>
          <caption>
            <p>Effect on recovered class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="eff_rrrrrrrrrrrrrr22222.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F11">
          <label>Figure 11.</label>
          <caption>
            <p>Vaccination impact on susceptible class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="sss_vvvvv.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F12">
          <label>Figure 12.</label>
          <caption>
            <p>Vaccination impact on exposed class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="EEE_vvvvvvvv.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F13">
          <label>Figure 13.</label>
          <caption>
            <p>Vaccination impact on infected class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="II_ccccccc.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F14">
          <label>Figure 14.</label>
          <caption>
            <p>Vaccination impact on recovered class.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="rr_viccine.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p>
        <fig id="F15">
          <label>Figure 15.</label>
          <caption>
            <p>Hospitalized population under vaccination.</p>
          </caption>
          <graphic xlink:href="h_vvvvv.png"/>
        </fig>
      </p>
      <p id="S6.p4">Figure <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref> illustrates the time evolution of each compartment in the SEIRVH model. During simulations, a subset of parameters is varied while others remain constant to assess system response. When <inline-formula><mml:math alttext="\beta=0.003" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.003</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we find that <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}=0.9&lt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.9</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and the disease-free equilibrium (DFE) is locally asymptotically stable.</p>
      <p id="S6.p5">Similarly, for <inline-formula><mml:math alttext="\beta=0.0006" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.0006</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}=0.1499&lt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1499</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the system also converges to the DFE. In contrast, when <inline-formula><mml:math alttext="\beta=0.006" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>β</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.006</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, resulting in <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}=1.4990&gt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.4990</mml:mn><mml:mo>&gt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the system approaches an endemic equilibrium, aligning with Theorem <xref rid="S4.Thmthm1">4.1</xref> and Theorem <xref rid="S4.Thmthm2">4.2</xref>.</p>
      <p id="S6.p6">Figures <xref ref-type="fig" rid="F6">6</xref>–<xref ref-type="fig" rid="F15">15</xref> show that increasing <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> accelerates the depletion of the susceptible population and intensifies the epidemic. A smaller <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> (e.g., 0.1) leads to slower disease spread, while a higher <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> (e.g., 0.5) results in rapid increases in exposed and infectious individuals.</p>
      <p id="S6.p7">Vaccination effects are evident in Figures <xref ref-type="fig" rid="F11">11</xref>–<xref ref-type="fig" rid="F14">14</xref>. With vaccination, the susceptible, exposed, and infectious populations decline more quickly. The number of recovered individuals increases, indicating improved control over disease spread.</p>
    </sec>
    <sec id="S7">
      <label>7.</label>
      <title>Conclusion Remarks</title>
      <p id="S7.p1">This study presents a comprehensive analytical and numerical investigation of the Ebola Virus Disease (EVD) through an extended SEIRVH model that incorporates vaccination and hospitalization. The model's well-posedness, positivity, and boundedness affirm its biological validity.</p>
      <p id="S7.p2">Using the next-generation matrix approach, we derived the basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and assessed local and global stability for both disease-free and endemic equilibria. The Lyapunov function method confirms the global stability conditions, while sensitivity analysis reveals the most influential parameters on <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="S7.p3">A backward bifurcation was identified using Center Manifold theory, emphasizing the challenge of achieving disease eradication even when <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}&lt;1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Optimal control analysis incorporating vaccination, therapy, and public awareness further illustrates effective mitigation strategies.</p>
      <p id="S7.p4">Numerical simulations validate the theoretical results and demonstrate the crucial role of reducing <inline-formula><mml:math alttext="\beta" display="inline"><mml:mi>β</mml:mi></mml:math></inline-formula> through public health interventions. Moreover, the Non-standard Finite Difference (NSFD) scheme outperformed the classical RK-4 method in simulating disease dynamics.</p>
      <p id="S7.p5">Overall, this model provides a robust tool for understanding and managing EVD outbreaks. It highlights the necessity of integrated strategies combining vaccination, hospitalization, and timely interventions, offering practical guidance for public health authorities to mitigate the devastating impacts of infectious diseases.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ack>
      <title>Acknowledgments</title>
      <p id="ack.p1">This work was supported without any funding.</p>
    </ack>
    <sec id="sec0100" sec-type="COI-statement">
      <title>Conflict of interest</title>
      <p>The authors declare no conflicts of interest.</p>
    </sec>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="ref001">
        <label>[1]</label>
        <mixed-citation> Piot, P., Sureau, P., Breman, G., Heymann, D., Kintoki, V., Masamba, M., &amp; Mbuy, M. (1978). Clinical aspects of Ebola virus infection in Yambuku area, Zaire 1976. <italic>African Journal of Infectious Diseases, 210</italic>(96), 34–51. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref002">
        <label>[2]</label>
        <mixed-citation> Chretien, J. P., Riley, S., &amp; George, D. B. (2015). Mathematical modeling of the West Africa Ebola epidemic. Elife, 4, e09186. [<uri>https://doi.org/10.7554/eLife.09186</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref003">
        <label>[3]</label>
        <mixed-citation> Durojaye, M., &amp; Ajie, J. (2017). Mathematical model of the spread and control of Ebola virus disease. <italic>Applied Mathematics, 7</italic>, 23–31. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref004">
        <label>[4]</label>
        <mixed-citation> Mbah, G. C., Sunday, O. I., Ojoma, A. Q., Christopher, A., &amp; Chukwudi, O. (2023). Mathematical modelling approach of the study of Ebola virus disease transmission dynamics in a developing country. <italic>African Journal of Infectious Diseases, 17</italic>(1), 10–26. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref005">
        <label>[5]</label>
        <mixed-citation> Tadmon, C., &amp; Kengne, J. N. (2022). Mathematical analysis of a model of Ebola disease with control measures. <italic>International Journal of Biomathematics, 15</italic>(07), 2250048. [<uri>https://doi.org/10.1142/S1793524522500486</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref006">
        <label>[6]</label>
        <mixed-citation> Djiomba Njankou, S. D. (2019). <italic>Mathematical models of Ebola virus disease with socio-economic dynamics</italic> (Doctoral dissertation, Stellenbosch: Stellenbosch University). </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref007">
        <label>[7]</label>
        <mixed-citation> Ahmad, W., &amp; Abbas, M. (2021). Effect of quarantine on transmission dynamics of Ebola virus epidemic: a mathematical analysis. <italic>The European Physical Journal Plus, 136</italic>(4), 1-33. [<uri>https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-01360-9</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref008">
        <label>[8]</label>
        <mixed-citation> La Salle, J. P. (1976). <italic>The stability of dynamical systems</italic>. Society for Industrial and Applied Mathematics. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref009">
        <label>[9]</label>
        <mixed-citation> Shah, I., Alrabaiah, H., &amp; Ozdemir, B. (2023). Using advanced analysis together with fractional order derivative to investigate a smoking tobacco cancer model. <italic>Results in Physics, 51</italic>, 106700. [<uri>https://doi.org/10.1016/j.rinp.2023.106700</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref010">
        <label>[10]</label>
        <mixed-citation> Juga, M. L., Nyabadza, F., &amp; Chirove, F. (2021). An Ebola virus disease model with fear and environmental transmission dynamics. <italic>Infectious Disease Modelling, 6</italic>, 545-559. [<uri>https://doi.org/10.1016/j.idm.2021.03.002</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref011">
        <label>[11]</label>
        <mixed-citation> Funk, S., Gilad, E., Watkins, C., &amp; Jansen, V. A. A. (2009). The spread of awareness and its impact on epidemic outbreaks. <italic>Proceedings of the National Academy of Sciences, 106</italic>(16), 6872–6877. [<uri>https://doi.org/10.1073/pnas.0810762106</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref012">
        <label>[12]</label>
        <mixed-citation> Chamchod, F., &amp; Britton, N. F. (2012). On the dynamics of a two-strain influenza model with isolation. <italic>Mathematical Modelling of Natural Phenomena, 7</italic>(3), 49–61. [<uri>https://doi.org/10.1051/mmnp/20127305</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref013">
        <label>[13]</label>
        <mixed-citation> Day, T., Park, A., Madras, N., Gumel, A. B., &amp; Wu, J. (2006). When is quarantine a useful control strategy for emerging infectious diseases? <italic>American Journal of Epidemiology, 163</italic>(5), 479–485. [<uri>https://doi.org/10.1093/aje/kwj056</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref014">
        <label>[14]</label>
        <mixed-citation> Safi, M., &amp; Gumel, A. B. (2013). Dynamics of a model with quarantine-adjusted incidence and quarantine of susceptible individuals. <italic>Journal of Mathematical Analysis and Applications, 399</italic>(2), 565–575. [<uri>https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2012.10.015</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref015">
        <label>[15]</label>
        <mixed-citation> Zakary, O., Rachik, M., &amp; Elmouki, I. (2017). On the analysis of a multi-regions discrete SIR epidemic model: An optimal control approach. <italic>International Journal of Dynamics and Control, 5</italic>(3), 917–930. [<uri>https://doi.org/10.1007/s40435-016-0233-2</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref016">
        <label>[16]</label>
        <mixed-citation> Brauer, F., Castillo-Chavez, C., &amp; Castillo-Chavez, C. (2012). <italic>Mathematical models in population biology and epidemiology</italic> (Vol. 2, No. 10). New York: springer. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref017">
        <label>[17]</label>
        <mixed-citation> Chavez, C. C., Feng, Z., &amp; Huang, W. (2002). On the computation of R0 and its role on global stability. <italic>Mathematical approaches for emerging and re-emerging infection diseases: An introduction, 125</italic>, 31-65. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref018">
        <label>[18]</label>
        <mixed-citation> Thabet, S. T., Abdo, M. S., Shah, K., &amp; Abdeljawad, T. (2020). Study of transmission dynamics of COVID-19 mathematical model under ABC fractional order derivative. <italic>Results in Physics, 19</italic>, 103507. [<uri>https://doi.org/10.1016/j.rinp.2020.103507</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref019">
        <label>[19]</label>
        <mixed-citation> Aja, R. O., Omale, D., &amp; Mbah, G. C. E. (2017). Sensitivity Analysis of the Mathematical Model on the Control of HBV-HDV co-infection Transmission Dynamics in a Given Population. <italic>Journal of the Nigerian Association of Mathematical Physics, 39</italic>, 457-470. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref020">
        <label>[20]</label>
        <mixed-citation> Kotola, B. S., Teklu, S., &amp; Abebaw, Y. F. (2023). Bifurcation and optimal control analysis of HIV/AIDS and COVID-19 co-infection model with numerical simulation. <italic>PLoS ONE, 18</italic>(5), e0284759. [<uri>https://doi.org/10.1371/journal.pone.0284759</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref021">
        <label>[21]</label>
        <mixed-citation> Chitnis, N., Hyman, J. M., &amp; Cushing, J. M. (2008). Determining important parameters in the spread of malaria through the sensitivity analysis of a mathematical model. <italic>Bulletin of Mathematical Biology, 70</italic>(5), 1272–1296. [<uri>https://doi.org/10.1007/s11538-008-9299-0</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref022">
        <label>[22]</label>
        <mixed-citation> Van den Driessche, P., &amp; Watmough, J. (2008). Further notes on the basic reproduction number. <italic>Journal of Mathematical Biology, 56</italic>(1), 159–178. [<uri>https://doi.org/10.1007/978-3-540-78911-6_6</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref023">
        <label>[23]</label>
        <mixed-citation> Delamater, P. L., Street, E. J., Leslie, T. F., Yang, Y. T., &amp; Jacobsen, K. H. (2019). Complexity of the basic reproduction number <inline-formula><mml:math alttext="R_{0}" display="inline"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <italic>Emerging Infectious Diseases, 25</italic>(1), 1–4. [<uri>https://doi.org/10.3201/eid2501.171901</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref024">
        <label>[24]</label>
        <mixed-citation> Mahardika, R., Widowati, &amp; Sumanto, Y. D. (2019, May). Routh-hurwitz criterion and bifurcation method for stability analysis of tuberculosis transmission model. In <italic>Journal of physics: Conference series</italic> (Vol. 1217, No. 1, p. 012056). IOP Publishing. [<uri>https://doi.org/10.1088/1742-6596/1217/1/012056</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref025">
        <label>[25]</label>
        <mixed-citation> Brettin, A., Goldthorpe, R., Weishaar, K., &amp; Erovenko, I. V. (2018). Ebola could be eradicated through voluntary vaccination. <italic>Royal Society Open Science, 5</italic>(5), 171591. [<uri>https://doi.org/10.1098/rsos.171591</uri>] </mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
