<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2022.892098</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Mathematical analysis of cholera typhoid co-infection transmission dynamics</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Matsebula</surname> <given-names>Lunga</given-names></name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1711314/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Nyabadza</surname> <given-names>Farai</given-names></name>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1547981/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff><institution>Department of Mathematics and Applied Mathematics, University of Johannesburg</institution>, <addr-line>Johannesburg</addr-line>, <country>South Africa</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Pierre Magal, Universit&#x000E9; de Bordeaux, France</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Feng-Bin Wang, Chang Gung University, Taiwan; Gui-Quan Sun, North University of China, China</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Lunga Matsebula <email>lmatsebula&#x00040;uj.ac.za</email></corresp>
<fn fn-type="other" id="fn001"><p>This article was submitted to Mathematical Biology, a section of the journal Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</p></fn></author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>16</day>
<month>09</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>8</volume>
<elocation-id>892098</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>08</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>29</day>
<month>08</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2022 Matsebula and Nyabadza.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Matsebula and Nyabadza</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>Typhoid fever and cholera remain a huge public health problem on the African continent due to deteriorating infrastructure and declining funding for infrastructure development. The diseases are both caused by bacteria, and they are associated with poor hygiene and waste disposal systems. In this paper, we consider a nonlinear system of ordinary differential equations for the co-infection of typhoid and cholera in a homogeneously mixing population. The model&#x00027;s steady states are determined and analyzed in terms of the model&#x00027;s reproduction number. Impact analysis&#x02014;how the diseases impact on each other&#x02014;is carried out. Numerical simulations and sensitivity analysis are also given. The results show that the control of the diseases should be carried out in tandem for the greatest impact of disease control. The results have important implications in the management of the two diseases.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>cholera</kwd>
<kwd>typhoid</kwd>
<kwd>co-infection</kwd>
<kwd>stability</kwd>
<kwd>basic reproduction number</kwd>
<kwd>impact analysis</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="5"/>
<table-count count="1"/>
<equation-count count="67"/>
<ref-count count="27"/>
<page-count count="13"/>
<word-count count="5947"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1. Introduction</title>
<p>Cholera, an acute gastro-intestinal water-borne infection, is caused by the bacterium <italic>Vibrio Cholerae</italic>, V. <italic>cholerae</italic> O1 or O139. Some of the symptoms are vomiting and diarrhea. If treatment is delayed, it can lead to severe dehydration and death within a few hours. The disease has two modes of transmission: direct and indirect transmission. Direct transmission (human-human) is very uncommon, whilst indirect transmission (environment-human), which occurs through the ingestion of contaminated food or water [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>], is more frequent. Known estimates of the incubation period for the cholera disease is 1.4 days [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. On the other hand, the <italic>Salmonella Typhi</italic> bacteria is responsible for causing the life threatening typhoid fever disease. Cholera and typhoid fever have the same transmission modes. The recticuloendothelical system, the intestinal lymphoid, and the gall bladder are severely damaged by the typhoid fever disease. Once a susceptible individuals is infected by the disease, roughly 19 days are required for the disease to incubate within the host [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>].</p>
<p>Mathematical models have been used for the past decades to give insights into the transmission dynamics of co-infections within the human population. Akinyi et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], showed that whenever the basic reproduction number is lowered to below one, then the malaria and the pneumonia cases will be reduced in a model of malaria-pneumonia coinfection. Onyinge et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] modeled the co-dynamics of pneumonia and HIV, and they showed that the model was mathematically and epidemiologically sound; Mushayabasa et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] modeled malaria-typhoid co-infection and demonstrated that a typhoid outbreak will inevitably lead to a spike in the malaria cases.</p>
<p>A number of mathematical models on typhoid have been proposed by a number of researchers. Mushayabasa [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>], modeled how vaccines can help mitigate the spread of typhoid in Ghana. Pitzer et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>], extended the work in Mushayabasa [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>] by applying the model to South Asia. Khan et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], studied the typhoid disease with a saturated incidence rate.</p>
<p>To the best of our knowledge, the co-dynamics of typhoid and cholera have not been investigated in the literature. A recent outbreak of these two infections in Zimbabwe prompted this theoretical inquiry into how these infections interact. Due to the complicated nature of the co-infection model, we begin our analysis by studying the underlying sub-models; namely, the cholera only and the typhoid only sub-models. For each of the models, a number of pertinent questions are investigated. The questions explored include: Which factors in the models are key to decreasing the prevalence of each disease and the co-infection? Within the population, are the infections in competition with each other, or are they symbiotic? The implications of the results to the public health are discussed.</p>
<p>The paper is arranged as follows; the development of the model and the properties of the basic reproduction number are established in Section 2. Section 3 contains the stability analysis of the model at the fixed points. Numerical simulations and parameter estimations are done in section 4. Section 5 concludes the articles.</p>
</sec>
<sec sec-type="methods" id="s2">
<title>2. Methodology</title>
<sec>
<title>2.1. Model development</title>
<p>Our typhoid cholera co-infection model partitions the human population <italic>N</italic>(<italic>t</italic>), at time <italic>t</italic>, into a susceptible class <italic>S</italic>(<italic>t</italic>), a cholera infection class <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic>), a typhoid infection class <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<italic>t</italic>), a coinfection class <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(<italic>t</italic>), a cholera recovery class <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic>), a typhoid recovery class <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic>), and a coinfection recovery class <italic>R</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(<italic>t</italic>). Thus,</p>
<disp-formula id="E1"><mml:math id="M1"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</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 stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The bacterial concentration of <italic>Salmonella Typhi</italic>, <italic>B</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<italic>t</italic>), and <italic>Vibrio Cholerae</italic>, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic>), in the environment are incorporated into the model as well. The formulation of this model is an extension to the work carried out by Matsebula et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>].</p>
<p>Since the incubation periods of the two infections are different, we assume that dually infected individuals can only transmit either cholera or typhoid but not both infections simultaneously. Transmission of cholera to susceptible individuals occurs in one of two routes&#x02014;the direct transmission route (human-to-human) and the indirect transmission route (envirnment-to-human). The rates of the transmission routes, respectively, are given by</p>
<disp-formula id="E2"><mml:math id="M2"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The parameter &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub> denotes the person-to-person cholera transmission. The effective contact rate for cholera multiplied by the probability of cholera transmission per contact gives the person to person cholera transmission. The modification parameter &#x003B7;<sub><italic>c</italic></sub>, accounts for the relative infectiousness of individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub> relative to individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>. We assume that &#x003B7;<sub><italic>c</italic></sub> &#x02208; (0, 1). This assumption is motivated by the fewer numbers of co-infected individuals as compared to those infected with cholera only. The parameter &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub> denotes the environment-to-humans per capita contact rate and the <italic>Vibrio Cholerae</italic> in the contaminated environment, whilst the parameter &#x003BA;<sub><italic>c</italic></sub> denotes the half saturation constant of the <italic>Vibrio Cholerae</italic>. The <italic>half saturation constant</italic> is the bacterial concentration that is required to support half of the maximum rate, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub>.</p>
<p>Similarly, the transmission of typhoid to susceptible individuals occurs in one of two routes&#x02014;the direct transmission route (human-to-human) and the indirect transmission route (envirnment-to-human). The rates of the transmission routes, respectively, are given by</p>
<disp-formula id="E3"><mml:math id="M3"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The parameter &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>1</sub></sub> denotes the effective person-to-person typhoid transmission rate. The effective contact rate for typhoid multiplied by the probability of typhoid transmission per contact gives the person to person typhoid transmission. The modification parameter &#x003B7;<sub><italic>t</italic></sub>, accounts for the relative infectiousness of individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub> relative to individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>. We also assume that &#x003B7;<sub><italic>t</italic></sub> &#x02208; (0, 1) following the assumptions given in the cholera infection dynamics. The per capita contact rate between the susceptibles and <italic>Salmonela typhi</italic> is represented by &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>2</sub></sub>, and the half saturation constant for &#x003BB;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub> is &#x003BA;<sub><italic>t</italic></sub>.</p>
<p>Transmission of cholera to typhoid infected individuals occurs in one of two routes&#x02014;the direct transmission route (human-to-human) and the indirect transmission route (environment-to-human). The rates of the transmission routes, respectively, are given by</p>
<disp-formula id="E4"><mml:math id="M4"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The parameter &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>3</sub></sub> denotes the effective person-to-person cholera transmission rate of individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub>. The parameter &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>4</sub></sub> denotes the environment-to-humans per capita contact rate for individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub> and the <italic>Vibrio Cholerae</italic> in the contaminated environment. Transmission of typhoid to cholera infected individuals occurs in one of two routes&#x02014;the direct transmission route (human-to-human) and the indirect transmission route (environment-to-human). The rates of the transmission routes, respectively, are given by</p>
<disp-formula id="E5"><mml:math id="M5"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The parameter &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>3</sub></sub> denotes the person-to-person typhoid transmission rate of individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>. The parameter &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>4</sub></sub> denotes the environment-to-humans per capita contact rate for individuals in class <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub> and the <italic>Salmonella Typhi</italic> in the contaminated environment.</p>
<p>Infected individuals in classes <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>, <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub> and <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub> experience disease related death at rates given, respectively by &#x003B4;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003B4;<sub><italic>t</italic></sub> and &#x003B4;<sub><italic>ct</italic></sub>. Individuals in the infectious states <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub> and <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub>, respectively, excrete <italic>Vibrio Cholerae</italic> bacteria and <italic>Salmonella Typhi</italic> bacteria into the environment at rates &#x003B1;<sub><italic>c</italic></sub> and &#x003B1;<sub><italic>t</italic></sub>. Coinfected individuals shed <italic>Vibrio Cholerae</italic> and <italic>Salmonella Typhi</italic> into the environments at rates &#x003B8;<sub><italic>c</italic></sub> and &#x003B8;<sub><italic>t</italic></sub>, respectively. Infection is assume to confer temporary immunity. The cholera and typhoid immunity wanes at rates &#x003C1;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003C1;<sub><italic>t</italic></sub> and &#x003C1;<sub><italic>ct</italic></sub>.</p>
<p>The generation rate of <italic>Vibrio Cholerae</italic> is <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and its growth is enhanced by cholera infected individuals and the coinfected individuals that are shedding into the environment. The generation rate of <italic>Salmonella Typhi</italic> is <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and its growth is enhanced by typhoid infected individuals and the coinfected individuals that are shedding into the environment. We assume that the <italic>Vibrio Cholerae</italic> and the <italic>Salmonella Typhi</italic> bacteria in the environment are respectively removed by interventions such as improved sanitation and treatment of contaminated environments at rates &#x003BC;<sub><italic>c</italic></sub> and &#x003BC;<sub><italic>t</italic></sub>. The parameter &#x0039B; represents the recruitment into the susceptibles, while the parameter &#x003BC; represents the natural death rate. It is assumes that individuals mix homogeneously and that they are indistinguishable in each of the classes. The model diagram is shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>The cholera typhoid co-infection compartmental model. For the concise presentation of our model flow diagram, we make use of the following expressions: <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-892098-g0001.tif"/>
</fig>
<p>The dynamical system associated with the schematic diagram in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> is;</p>
<disp-formula id="E6"><label>(1)</label><mml:math id="M9"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with initial conditions</p>
<disp-formula id="E7"><mml:math id="M136"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>2.2. Cholera only model</title>
<p>We define the cholera only model as the model obtained from setting all the typhoid classes and its associated parameters to zero. We thus have the following</p>
<disp-formula id="E8"><label>(2)</label><mml:math id="M12"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='true'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy='true'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E9"><mml:math id="M15"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with initial conditions</p>
<disp-formula id="E10"><mml:math id="M16"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<sec>
<title>2.2.1. Boundedness and non-negative trajectories</title>
<p>We argue that model (Equation 2) yields bounded-non negative-trajectories in this section provided the initial conditions are non-negative.</p>
<p><bold>Theorem 1</bold>. <italic>All solutions of the cholera only sub-model (Equation 2) are non-negative if all the initial conditions are non-negative</italic>.</p>
<p><italic>Proof</italic>. Define <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003D; sup{<italic>t</italic> &#x0003E; 0|<italic>S</italic>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, &#x02200;&#x003C4;<sub>1</sub> &#x02208; [0, <italic>t</italic>]}. It follows <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003E; 0 since</p>
<p><italic>S</italic><sub>0</sub> &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>c</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic>0</sub> &#x02265; 0.</p>
<p>Assume <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003C; &#x0221E;, then <italic>S</italic>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0. Applying variation of constants to</p>
<disp-formula id="E11"><mml:math id="M17"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>yields</p>
<disp-formula id="E12"><mml:math id="M18"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M20"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</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:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <italic>f</italic>(<italic>r</italic>) &#x0003D; &#x0039B; &#x0002B; &#x003C1;<sub><italic>c</italic></sub><italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>. Clearly,</p>
<disp-formula id="E13"><mml:math id="M21"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>Since <italic>f</italic>(<italic>r</italic>) &#x0003E; 0 and <italic>P</italic>(<italic>x</italic>) &#x0003E; 0 when <italic>x, r</italic> &#x02208; [0, <italic>t</italic><sub>1</sub>]. Similarly, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0 and <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0. This produces a contradiction, hence <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003D; &#x0221E;.</p>
<p><bold>Theorem 2</bold>. <italic>All solutions of the cholera only sub-model (Equation 2) are bounded within</italic> &#x003A9; <italic>whenever g<sub>c</sub> &#x02265; &#x003BC;<sub>c</sub></italic>.</p>
<p><italic>Proof.</italic> The time derivative of the population for the cholera model (Equation 2) is bounded above by</p>
<disp-formula id="E14"><mml:math id="M22"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Upper bounds for the human population, <italic>N</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic>), are obtained by integrating the separable differential inequality as follows,</p>
<disp-formula id="E15"><mml:math id="M23"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By extension, &#x0039B;/&#x003BC; is also the upper bound for each of the human classes. Whereas, owing to <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub> &#x02264; <italic>N</italic><sub><italic>c</italic></sub> &#x02264; &#x0039B;/&#x003BC;, an upper bound for the bacterial classes can be obtained as follows,</p>
<disp-formula id="E16"><label>(3)</label><mml:math id="M24"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='true'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy='true'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='true'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy='true'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mfrac><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>From inequality (3), if</p>
<disp-formula id="E17"><label>(4)</label><mml:math id="M26"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Where <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> is the maximum shedding rate from the cholera infected individuals, then</p>
<disp-formula id="E18"><label>(5)</label><mml:math id="M28"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='true'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo stretchy='true'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The constant</p>
<disp-formula id="E19"><label>(6)</label><mml:math id="M30"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>is the upper bound for the differential inequality (Equation 5) since (Equation 5) is the logistic growth model with carrying capacity (Equation 6). For some <italic>t</italic> &#x02265; 0, (&#x003B1;<sub><italic>c</italic></sub> &#x0002B; &#x003B8;<sub><italic>c</italic></sub>)&#x0039B;/&#x003BC; is an upper bound for <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> whenever (Equation 4) is false, whilst <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> is bounded above by Equation (6) for the rest of the time points in the domain of <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> if (Equation 4) is true. Thus, in both cases, <inline-formula><mml:math id="M31"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Within the feasible region,</p>
<disp-formula id="E20"><mml:math id="M32"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>max</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mfrac><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We have summarized the results on the boundedness and positivity of the solutions of the cholera only sub-model 2.</p>
</sec>
<sec>
<title>2.2.2. The stability of the disease free equilibrium and the reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></title>
<p>The disease free equilibria of system (Equation 2) is given by</p>
<disp-formula id="E21"><mml:math id="M34"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</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:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></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:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M35"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M36"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The equilibrium <bold>x</bold><sub>1</sub> &#x0003E; <bold>0</bold> if <italic>g</italic><sub><italic>c</italic></sub> &#x0003E; &#x003BC;<sub><italic>c</italic></sub>. The Jacobian of dynamical system (Equation 2) is given by</p>
<disp-formula id="E22"><mml:math id="M37"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The dynamical system (Equation 2) is locally asymptotically stable if all four of its eigenvalues have negative real parts. Two of the eigenvalues for the Jacobian, <italic>J</italic>, are &#x003BB;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x02212;&#x003BC; and &#x003BB;<sub>2</sub> &#x0003D; &#x02212;(&#x003BC; &#x0002B; &#x003C1;<sub><italic>c</italic></sub>). The other two eigenvalues for <italic>J</italic> are the eigenvalues from the sub-matrix</p>
<disp-formula id="E23"><mml:math id="M38"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The characteristic equation for matrix <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math id="M40"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where</p>
<disp-formula id="E24"><mml:math id="M41"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E25"><mml:math id="M42"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</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:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The constants <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are <italic>the bacterial regeneration threshold</italic> and <italic>the human-to-human sub reproduction number</italic>, respectively. The constant <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the so-called <italic>basic reproduction number</italic> for the system (Equation 2). Clearly, <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math id="M47"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> if and only if <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>It follows from the Routh Hurwitz criterion that the two eigenvalues of <inline-formula><mml:math id="M49"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> have negative real parts if <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. It is easy to see that <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> if <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M54"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Hence, a positive basic reproduction number for system (Equation 2) that is less than unity implies that the system is locally asymptotically stable at the disease free equilibrium.</p>
</sec>
<sec>
<title>2.2.3. Endemic equilibrium</title>
<p>Setting the derivatives of the classes to zero gives the endemic equilibrium for the cholera only sub-model (Equation 2). Let <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<disp-formula id="E26"><label>(7)</label><mml:math id="M56"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E27"><label>(8)</label><mml:math id="M57"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E28"><label>(9)</label><mml:math id="M58"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E29"><label>(10)</label><mml:math id="M59"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From Equation (8),</p>
<disp-formula id="E30"><mml:math id="M60"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>From Equation (7),</p>
<disp-formula id="E31"><mml:math id="M61"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Consider (Equation 9),</p>
<disp-formula id="E32"><mml:math id="M62"><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>therefore</p>
<disp-formula id="E33"><mml:math id="M63"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Given that</p>
<disp-formula id="E34"><mml:math id="M64"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Using (Equation 10), we have a quadratic equation in <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> of the form</p>
<disp-formula id="E35"><mml:math id="M65"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E36"><mml:math id="M66"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>with</p>
<disp-formula id="E37"><mml:math id="M67"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Clearly, &#x003BD;<sub>0</sub> &#x0003C; 0, &#x003BD;<sub>1</sub> &#x0003C; 0 if <inline-formula><mml:math id="M68"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Since</p>
<disp-formula id="E38"><label>(11)</label><mml:math id="M69"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>it follows that if <inline-formula><mml:math id="M70"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then it follows from Descartes&#x00027; rule of signs that <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> has no positive roots, and if <inline-formula><mml:math id="M71"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, then <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> has only one positive root. We shall call the positive root <inline-formula><mml:math id="M72"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Let</p>
<disp-formula id="E39"><mml:math id="M73"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Then</p>
<disp-formula id="E40"><mml:math id="M74"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We have an expression for &#x003BB;<sup>&#x0002A;</sup> such that</p>
<disp-formula id="E41"><label>(12)</label><mml:math id="M75"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002A;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where,</p>
<disp-formula id="E42"><mml:math id="M76"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since</p>
<disp-formula id="E43"><mml:math id="M77"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>it follows that if <italic>a</italic><sub>1</sub> &#x0003E; 0, then the polynomial (Equation 12) has a positive root, and if <italic>a</italic><sub>1</sub> &#x0003C; 0, then the polynomial (Equation 12) has a positive root. So the polynomial (Equation 12) will always have one positive root.</p>
<p>So system (Equation 2) has a unique endemic equilibrium if <inline-formula><mml:math id="M78"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>Remark 1</italic>. Due to the symmetric structure of the cholera only and typhoid only sub-models, the typhoid only sub-model has similar structural results to those obtained for the cholera only sub-model. To avoid repetition, we have not shown the analysis of the typhoid only sub-model.</p>
</sec>
</sec>
<sec>
<title>2.3. Cholera-typhoid co-infection model</title>
<p>We study the full co-infection model (Equation 1) in this section.</p>
<sec>
<title>2.3.1. Non-negative trajectories and boundedness</title>
<p>We prove in this subsection that model (Equation 1) has non-negative trajectories.</p>
<p><bold>Theorem 3</bold>. <italic>All solutions of the co-infection model (Equation 1) are non-negative if all the initial conditions are non-negative</italic>.</p>
<p><italic>Proof</italic>. Define <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003D; sup{<italic>t</italic> &#x0003E; 0|<italic>S</italic>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>t</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, <italic>B</italic><sub><italic>t</italic></sub>(&#x003C4;<sub>1</sub>) &#x02265; 0, &#x02200;&#x003C4;<sub>1</sub> &#x02208; [0, <italic>t</italic>]}. It follows that <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003E; 0 since <italic>S</italic><sub>0</sub> &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>I</italic><sub><italic>t</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>c</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>t</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>R</italic><sub><italic>t</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic>0</sub> &#x02265; 0, <italic>B</italic><sub><italic>t</italic>0</sub> &#x02265; 0.</p>
<p>Assume <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003C; &#x0221E;, then <italic>S</italic>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>R</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>R</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0, <italic>B</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; 0. Applying variation of constants to</p>
<disp-formula id="E44"><mml:math id="M79"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<p>yields</p>
<disp-formula id="E46"><mml:math id="M81"><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Where <italic>P</italic>(<italic>x</italic>) &#x0003D; &#x003BB;<sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub> &#x0002B; &#x003BB;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub> &#x0002B; &#x003BB;<sub><italic>t</italic><sub>1</sub></sub> &#x0002B; &#x003BB;<sub><italic>t</italic><sub>2</sub></sub> &#x0002B; &#x003BC; and <italic>f</italic>(<italic>r</italic>) &#x0003D; &#x0039B; &#x0002B; &#x003C1;<sub><italic>c</italic></sub><italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub> &#x0002B; &#x003C1;<sub><italic>t</italic></sub><italic>R</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0002B; &#x003C1;<sub><italic>ct</italic></sub><italic>R</italic><sub><italic>ct</italic></sub>. Clearly,</p>
<disp-formula id="E47"><mml:math id="M82"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>
<p>since <italic>f</italic>(<italic>r</italic>) &#x0003E; 0 and <italic>P</italic>(<italic>x</italic>) &#x0003E; 0 when <italic>x, r</italic> &#x02208; [0, <italic>t</italic><sub>1</sub>]. Similarly, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0, <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0, <italic>R</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0 and <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(<italic>t</italic><sub>1</sub>) &#x0003E; 0. This produces a contradiction, hence <italic>t</italic><sub>1</sub> &#x0003D; &#x0221E;.</p>
<p><bold>Theorem 4</bold>. <italic>All solutions of the co-infection model (Equation 1) are bounded within</italic> &#x003A9; <italic>whenever g<sub>c</sub> &#x02265; &#x003BC;<sub>c</sub> and g<sub>t</sub> &#x02265; &#x003BC;<sub>t</sub></italic>.</p>
<p><italic>Proof</italic>. Since &#x003B4;<sub><italic>ct</italic></sub>(<italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub> &#x0002B; <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>) &#x02265; 0, it follows that the upper bound for the time derivative of the total human population, <italic>N</italic>(<italic>t</italic>), is</p>
<disp-formula id="E48"><mml:math id="M83"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using separation of variables, we obtain the following upper bound for the human population,</p>
<disp-formula id="E49"><mml:math id="M84"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo class="qopname">exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>This upper bound for the population implies that each of the classes are also bounded above by the same constant &#x0039B;/&#x003BC;. Since <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>, <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub> &#x02264; &#x0039B;/&#x003BC;, it follows that the upper bound for the bacterial concentration of <italic>Vibros Cholerae</italic> is bounded above by</p>
<disp-formula id="E50"><label>(13)</label><mml:math id="M85"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From inequality (Equation 13), if</p>
<disp-formula id="E51"><label>(14)</label><mml:math id="M87"><mml:mtable columnalign="left" class="flalign"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>then</p>
<disp-formula id="E52"><label>(15)</label><mml:math id="M137"><mml:mtable columnalign="left" class="flalign"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" class="align-odd"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" class="align-odd"><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The constant</p>
<disp-formula id="E53"><label>(16)</label><mml:math id="M88"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>is the upper bound for the differential inequality (Equation 15) since (Equation 15) is the logistic growth model with carrying capacity (Equation 16). For some <italic>t</italic> &#x02265; 0, (&#x003B1;<sub><italic>c</italic></sub> &#x0002B; &#x003B8;<sub><italic>c</italic></sub>)&#x0039B;/&#x003BC; is an upper bound for <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> whenever (Equation 14) is false, whilst <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> is bounded above by Equation (16) for the rest of the time points in the domain of <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub> if (Equation 14) is true. The constant <inline-formula><mml:math id="M89"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> is the maximum shedding rate from the cholera infected individuals and dually infected individuals. In both cases, <inline-formula><mml:math id="M90"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<disp-formula id="E54"><label>(17)</label><mml:math id="M91"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></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:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></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:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></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:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></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:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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: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:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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: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:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></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:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></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:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></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:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Within the feasible region,</p>
<disp-formula id="E55"><mml:math id="M92"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</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:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x0039B;</mml:mi><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>max</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x0039B;</mml:mi><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>max</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x0039B;</mml:mi><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We have summarized the results on the boundedness and positivity of the solutions to the co-infection model (Equation 1).</p>
</sec>
<sec>
<title>2.3.2. Stability analysis of the disease free equilibrium and reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M93"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></title>
<p>We find the conditions required for the disease free equilibrium for dynamical system (Equation 1) to be locally asymptotically stable in this section. The disease free equilibria of dynamical system (Equation 1) are</p>
<disp-formula id="E56"><mml:math id="M94"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</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:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></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:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></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:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></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:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E57"><mml:math id="M95"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E58"><mml:math id="M96"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>It is observed that the disease free equilibria, <italic>X</italic><sub>1</sub>, <italic>X</italic><sub>2</sub>, <italic>X</italic><sub>3</sub>, are always unstable due to the condition, <italic>g</italic><sub><italic>c</italic></sub> &#x02265; &#x003BC;<sub><italic>c</italic></sub>, that is requires for their existence.</p>
<p>The Jacobian of the full system is</p>
<p>The dynamical system (Equation 1) is locally asymptotically stable if all nine of its eigenvalues have negative real parts. Five of the eigenvalues for the Jacobian, <italic>J</italic>, are &#x003BB;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x02212;&#x003BC;, &#x003BB;<sub>2</sub> &#x0003D; &#x02212;(&#x003BC; &#x0002B; &#x003C1;<sub><italic>c</italic></sub>), &#x003BB;<sub>3</sub> &#x0003D; &#x02212;(&#x003BC;&#x0002B;&#x003C1;<sub><italic>t</italic></sub>), &#x003BB;<sub>4</sub> &#x0003D; &#x02212;(&#x003BC;&#x0002B;&#x003C1;<sub><italic>ct</italic></sub>) and &#x003BB;<sub>5</sub> &#x0003D; &#x02212;(&#x003BC;&#x0002B;&#x003B4;<sub><italic>ct</italic></sub>&#x0002B;&#x003F5;<sub><italic>ct</italic></sub>). The other four eigenvalues for <italic>J</italic> are the eigenvalues from the sub-matrix</p>
<disp-formula id="E59"><mml:math id="M97"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></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:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></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:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The characteristic equation for matrix <inline-formula><mml:math id="M98"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math id="M99"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BB;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, where</p>
<disp-formula id="E60"><mml:math id="M100"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</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:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</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:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E61"><mml:math id="M101"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The constants <inline-formula><mml:math id="M102"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M103"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are <italic>the bacterial regeneration threshold</italic> and <italic>the human-to-human sub reproduction number</italic>, respectively, for the cholera only sub-model. The constants <inline-formula><mml:math id="M104"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M105"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are <italic>the bacterial regeneration threshold</italic> and <italic>the human-to-human sub reproduction number</italic>, respectively, for the typhoid only sub-model. The constants <inline-formula><mml:math id="M106"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M107"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the so-called <italic>basic reproduction numbers</italic> for the cholera only sub-model and the typhoid only sub-model, respectively. Clearly, <inline-formula><mml:math id="M108"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math id="M109"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> if and only if <inline-formula><mml:math id="M110"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>; Similarly, <inline-formula><mml:math id="M111"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math id="M112"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> if and only if <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>We note that</p>
<disp-formula id="E62"><mml:math id="M114"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus</p>
<disp-formula id="E63"><mml:math id="M115"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The constant <inline-formula><mml:math id="M116"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the <italic>basic reproduction number</italic> for the systems (Equation 1). It follows from the Routh Hurwitz criterion that the four eigenvalues of <inline-formula><mml:math id="M117"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> have negative real parts if &#x003BD;<sub>1</sub>, &#x003BD;<sub>2</sub>, &#x003BD;<sub>3</sub>, &#x003BD;<sub>4</sub> &#x0003E; 0. It is easy to see that &#x003BD;<sub>1</sub>, &#x003BD;<sub>2</sub>, &#x003BD;<sub>3</sub>, &#x003BD;<sub>4</sub> &#x0003E; 0 if <inline-formula><mml:math id="M118"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M119"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M120"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Hence, a positive basic reproduction number for system (Equation 1) that is less than unity implies that the system is locally asymptotically stable at the disease free equilibrium.</p>
</sec>
<sec>
<title>2.3.3. Impact analysis</title>
<p>In this section, we show how cholera affects typhoid, and through symmetry, we show how typhoid affects cholera.</p>
<p>The reproduction numbers for cholera and typhoid are</p>
<disp-formula id="E64"><mml:math id="M121"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E65"><label>(18)</label><mml:math id="M122"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0039B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>respectively. These two reproduction numbers are dependent on each other. The constant, &#x0039B;/&#x003BC;, allows for the expression of one reproduction number in terms of the other. From the second equation above, Equation (18), isolating, &#x0039B;/&#x003BC;, yields</p>
<disp-formula id="E66"><label>(19)</label><mml:math id="M123"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Differentiating <inline-formula><mml:math id="M124"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> with respect to <inline-formula><mml:math id="M125"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> gives</p>
<disp-formula id="E67"><label>(20)</label><mml:math id="M126"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We conclude that an increase in cholera cases may be associated with an increase in typhoid cases, and an increase in typhoid cases may be associated with an increase in cholera cases. This conclusion is subject to the following conditions: firstly, the <italic>the bacterial regeneration threshold</italic> for both cholera and typhoid must be less than unity; secondly, <italic>the human-to-human sub reproduction number</italic> for both cholera and typhoid must also be less than unity. This result proves the symbiotic nature of the relationship between the typhoid disease and the Cholera disease.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3. Numerical simulations</title>
<p>In this section, we give a brief outline of the numerical results obtained in the investigation. <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> shows the parameters of the cholera typhoid co-infection model (Equation 1). The basic reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M127"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, obtained from the <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> is 1.4. The initial conditions used to produce the figures in this section were: <italic>S</italic>(0) &#x0003D; 99980, <italic>I</italic><sub><italic>c</italic></sub>(0) &#x0003D; 20, <italic>I</italic><sub><italic>t</italic></sub>(0) &#x0003D; 20, <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(0) &#x0003D; 20, <italic>R</italic><sub><italic>c</italic></sub>(0) &#x0003D; 0, <italic>R</italic><sub><italic>t</italic></sub>(0) &#x0003D; 0, <italic>R</italic><sub><italic>ct</italic></sub>(0) &#x0003D; 0, <italic>B</italic><sub><italic>c</italic></sub>(0) &#x0003D; 40000, <italic>B</italic><sub><italic>t</italic></sub>(0) &#x0003D; 40000. Note that all figures in this section are presented in the logarithmic scale since the range of some of the plots spanned several orders of magnitude.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Parameter values used for numerical simulation.</p></caption>
<table frame="hsides" rules="groups">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="left"><bold>Par</bold>.</th>
<th valign="top" align="center"><bold>Range</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Point value</bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold>Source</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Par</bold>.</th>
<th valign="top" align="center"><bold>Range</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>Point value</bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold>Source</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center"><italic>g</italic><sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.014</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>1</sub></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003B1;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">10</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub></td>
<td valign="top" align="center">(0.1&#x02014;1)</td>
<td valign="top" align="center">1.97 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;11</sup></td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003B1;<sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">10</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>2</sub></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.97 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;11</sup></td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003BC;</td>
<td valign="top" align="center">(0.017&#x02014;0.123)</td>
<td valign="top" align="center">0.02</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>3</sub></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.5</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x003BC;<sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.0345</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>3</sub></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">1</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x0039B;</td>
<td valign="top" align="center">(100&#x02014;467)</td>
<td valign="top" align="center">449.32</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>4</sub></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">10<sup>&#x02212;1</sup></td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x003BC;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.0345</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>4</sub></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">10<sup>&#x02212;1</sup></td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x003F5;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td valign="top" align="center">(0.07&#x02014;0.245)</td>
<td valign="top" align="center">0.07</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>k</italic><sub><italic>c</italic></sub></td>
<td valign="top" align="center">(10<sup>6</sup>&#x02014;10<sup>9</sup>)</td>
<td valign="top" align="center">5 &#x000D7; 10<sup>6</sup></td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003F5;<sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.1</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>k</italic><sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">5 &#x000D7; 10<sup>6</sup></td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x003F5;<sub><italic>ct</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.1</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B4;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">6.58 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;1</sup></td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003BA;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.62</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003B4;<sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.6</td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003BA;<sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.62</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">8.12 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;3</sup></td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003B8;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.8</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.3 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;3</sup></td>
<td valign="top" align="left">[<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>]</td>
<td valign="top" align="center">&#x003B8;<sub><italic>t</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.8</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sub><italic>ct</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.3 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;3</sup></td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x003B7;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">7 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>g</italic><sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.014</td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
<td valign="top" align="center">&#x003B7;<sub><italic>c</italic></sub></td>
<td/>
<td valign="top" align="center">7 &#x000D7; 10<sup>&#x02212;2</sup></td>
<td valign="top" align="left">Assumed</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Coupled with the parameters from <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, the sensitivity indices of the variables above are shown on <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. Latin Hypercube sampling was utilized to generate the plot above (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>). This method returns the correlation between the state variable <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub> and each of the model parameters, and it also returns the ranks of all these correlations (PRCC). The simulation was carried out over 1,000 runs. A parameter with a negative PRCC value means that parameter is negatively correlated with <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>, whilst a parameter with a positive PRCC value represents a positive correlation between that parameter and <italic>I</italic><sub><italic>ct</italic></sub>. Relative to the current model parameters, we note that the coinfection class is most sensitive to changes to the person-to-person typhoid transmission rate, &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>1</sub></sub>, and the correlation is positive between this parameter and the state variable. The typhoid induced death rate is that second most sensitive parameter to the coinfection class, and it is negatively correlated to the coinfection class. Due to the large number of parameters in model 1, we have opted to split the PRCC values into 4 equal sets, see <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>The correlation between the co-infected class and each of the model&#x00027;s parameter are shown in this bar graph (PRCC). <bold>(A)</bold> Shows the PRCC values for {&#x0039B;, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>1</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>2</sub></sub>, &#x003BA;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003BA;<sub><italic>t</italic></sub>, &#x003BC;}. <bold>(B)</bold> Shows the PRCC values for {&#x003C1;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003C1;<sub><italic>t</italic></sub>, &#x003C1;<sub><italic>ct</italic></sub>, &#x003B4;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003B4;<sub><italic>t</italic></sub>, &#x003F5;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003F5;<sub><italic>t</italic></sub>, &#x003F5;<sub><italic>ct</italic></sub>}. <bold>(C)</bold> Shows the PRCC values for {<italic>g</italic><sub><italic>c</italic></sub>, <italic>g</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>k</italic><sub><italic>c</italic></sub>, <italic>k</italic><sub><italic>t</italic></sub>, &#x003B1;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003B1;<sub><italic>t</italic></sub>, &#x003BC;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003BC;<sub><italic>t</italic></sub>}. <bold>(D)</bold> Shows the PRCC values for {&#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>3</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>4</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>3</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>4</sub></sub>, &#x003B8;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003B8;<sub><italic>t</italic></sub>, &#x003B7;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003B7;<sub><italic>t</italic></sub>}.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-892098-g0002.tif"/>
</fig>
<p>The contour map of <inline-formula><mml:math id="M128"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> as a function of the typhoid recovery rate, &#x003F5;<sub><italic>t</italic></sub>, and the cholera recovery rate, &#x003F5;<sub><italic>c</italic></sub> is shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. Using the parameters from <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, the base case as well as the contour levels are also shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. The basic reproduction number <inline-formula><mml:math id="M129"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> attains its global minimum if both the typhoid and cholera recovery rate are maximized. It is be observed that, locally, a reduction in the reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M130"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, &#x02014;moving the base case to a lower contour level&#x02014;is only achieved by increasing the cholera recovery rate. Since the reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M131"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, is the maximum of the reproduction numbers of the individual diseases, it follows that a reduction in the reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M132"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, means a reduction in the reproduction numbers of each of the diseases. Hence, locally, an increase in the cholera recovery rate will not only reduce the cholera reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M133"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, but it has the added benefit of indirectly reducing the reproduction number for typhoid, <inline-formula><mml:math id="M134"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, as well. It is also observed that increasing the typhoid recovery rate exclusively will have no immediate benefits locally. This finding is consistent with the previous findings of an optimal treatment plan being centered around the recovery rate of cholera.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>The contour map of the basic reproduction number, <inline-formula><mml:math id="M135"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0211B;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, as a function of the typhoid recovery rate, &#x003F5;<sub><italic>t</italic></sub>, and the cholera recovery rate, &#x003F5;<sub><italic>c</italic></sub>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-892098-g0003.tif"/>
</fig>
<p>We show the trajectories of the three infectious classes of model (Equation 1). An initial surge in infections followed closely by an immediate recovery is shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>. The phenomenon of waning immunity results in the smaller second wave of infections. The co-infected class is the only exception to this observation. We see the co-infected class reach a local minimum before the first surge in cholera only or typhoid only infections is reached. A possible reason for this is that, unlike the cholera and typhoid classes, the co-infected class does not recruit directly from the susceptible class. This is due to the fact that the cholera disease has a shorter incubation period than the typhoid disease. The incubation periods are 1.4 days for cholera [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] and 19 days for typhoid [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. What is then observed in the co-infected class is a case of people leaving the class either through death or recovery coupled with the delayed recruitment into the class. All the diseases reach stability after the second waves of infection.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>Figure 4</label>
<caption><p>The trajectories of the infectious classes.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-892098-g0004.tif"/>
</fig>
<p>In order to understand how the diseases interact with each other, we vary the different recovery rates and observe how the prevalence of each of the infections change. In <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5A,B</xref> show the impact of varying the recovery rate of the co-infected on the cholera and typhoid prevalence, whilst (<xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5C,D</xref>) show the impact of varying the recovery rates of cholera and typhoid on the prevalence of the co-infected individuals. <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5C</xref> shows a significant reduction in the co-infected class&#x00027; prevalence when the cholera recovery rate is increased, whilst plots (<xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5D</xref>) shows that this reduction is negligible when the typhoid recovery rate was increased. <xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5A,B</xref> show that an increase in the co-infected class&#x00027; recovery rate reduces the typhoid prevalence more than the cholera prevalence. The net effect is that an increased cholera recovery rate may be associated with a decreased prevalence of the co-infected individuals and a higher co-infected recovery rate. This in turn, produces a reduced typhoid prevalence. Given the current model parameters, this finding suggests that an optimal treatment plan for the two infections should primarily focus on increasing the cholera recovery rate as opposed to the typhoid recovery rate. This also underscores the point made earlier about the symbiotic nature of the two diseases.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>Figure 5</label>
<caption><p>Plots <bold>(A,B)</bold> show the cholera and typhoid prevalence, respectively, as the co-infection recovery rate, &#x003F5;<sub><italic>ct</italic></sub>, runs through {0.1, 0.6, 1.1, 1.6}. Plots <bold>(C,D)</bold> show the prevalence of the co-infected as the cholera and typhoid recovery rates are varied through the sets {0.07, 0.075, 0.08, 0.085} and {0.1, 0.2, 0.3, 0.4}, respectively.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-08-892098-g0005.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4. Discussion and conclusion</title>
<p>In this article, we formulated and analyzed a theoretical model for the transmission dynamics of a cholera typhoid co-infection model. Through numerical simulations, we were able to verify a number of the results obtained analytically.</p>
<p>The birth and death rates of the bacteria are central to proving the boundedness and positivity of all three models&#x02014;cholera only sub-model, typhoid only sub-model, and the full cholera typhoid co-infection model. For the cholera-only model, if the birth rate of the <italic>Vibrio Cholerae</italic> bacteria exceeds its death rate, then the cholera only model has non-negative and bounded trajectories. For the typhoid only model, if the birth rate of the <italic>Salmonella Typhi</italic> bacteria exceeds its death rate, then the typhoid only model has non-negative and bounded trajectories. For the full cholera typhoid co-infection model, if the birth rates of the <italic>Vibrio Cholerae</italic> bacteria and the <italic>Salmonella Typhi</italic> bacteria exceed their death rates, simultaneously, then the cholera-typhoid co-infection model has non-negative and bounded trajectories.</p>
<p>In analyzing the equilibria of the co-infection models, several key sights were discovered. We showed the existence of the disease free equilibria, by finding them, for all three models. Sufficient conditions for the existence of the endemic equilibria for the cholera only sub-model and the typhoid only sub-model were documented. We showed that if the reproduction number is less than one for the all the models, then the disease free equilibria are locally asymptotically stable, otherwise they are unstable. Global stability could not be guaranteed, both at the disease free equilibria and the endemic equilibria, in any of the models. Sensitivity analysis revealed the parameters in the model were at the heart of the spread of the cholera typhoid co-infection. The prevalence of cholera is decreased whenever &#x003B7;<sub><italic>t</italic></sub>, &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>3</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>4</sub></sub> are increased and/or &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>1</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>2</sub></sub>, &#x003F5;<sub><italic>ct</italic></sub>, &#x003B7;<sub><italic>c</italic></sub> and &#x003B8;<sub><italic>c</italic></sub> are decreased. The prevalence of typhoid is decreased whenever &#x003B7;<sub><italic>c</italic></sub>, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>3</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>c</italic><sub>4</sub></sub> are increased and/or &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>1</sub></sub>, &#x003B2;<sub><italic>t</italic><sub>2</sub></sub>, &#x003F5;<sub><italic>ct</italic></sub>, &#x003B7;<sub><italic>t</italic></sub> and &#x003B8;<sub><italic>t</italic></sub> are decreased.</p>
<p>From the impact analysis section, we found that an increase in cholera cases may be associated with an increased risk of typhoid and that an increase in typhoid cases may be associated with an increased risk of cholera. This result proves the symbiotic nature of the relationship between the typhoid disease and the cholera disease.</p>
<p>The findings in this investigation come with some limitations. The most glaring of all is the lack of data to fit the model to. Our model also fails to take into account the highly seasonal nature of each of the diseases. For the two infections, fear has a significant impact on the transmission dynamics. Future work should also be able to account for the effects of fear in the transmission dynamics of both infections. Notwithstanding these limitations, we believe that the findings of this investigation can still be useful to policy makers in containing an outbreak of these two diseases.</p>
</sec>
<sec sec-type="data-availability" id="s5">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s6">
<title>Author contributions</title>
<p>LM prepared the manuscript and contributed to the analysis, whilst FN formulated the model, proofread the manuscript, and also contributed to the analysis. Both authors contributed to the article and approved the submitted version.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s7">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack><p>The authors would like to acknowledge the financial support received from the University of Johannesburg during the production of this manuscript.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Brachman</surname> <given-names>PS</given-names></name> <name><surname>Evans</surname> <given-names>AS</given-names></name></person-group>. <article-title>Bacterial Infections of Humans: Epidemiology Control</article-title>. <edition>3rd ed.</edition> <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>1998</year>). Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=ae64651f2efa7ade60c537325be29cab">http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=ae64651f2efa7ade60c537325be29cab</ext-link></citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Azman</surname> <given-names>AS</given-names></name> <name><surname>Rudolph</surname> <given-names>KE</given-names></name> <name><surname>Cummings</surname> <given-names>DA</given-names></name> <name><surname>Lessler</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>The incubation period of cholera: a systematic review</article-title>. <source>J Infect</source>. (<year>2013</year>) <volume>66</volume>:<fpage>432</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jinf.2012.11.013</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">23201968</pub-id></citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Taylor</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Santiago</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Gonzalez-Cortes</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Gangarosa</surname> <given-names>EJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Outbreak of typhoid fever in Trinidad in 1971 traced to a commercial ice cream product</article-title>. <source>Am J Epidemiol</source>. (<year>1974</year>) <volume>100</volume>:<fpage>150</fpage>&#x02013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/oxfordjournals.aje.a112017</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">4604868</pub-id></citation></ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Akinyi</surname> <given-names>OC</given-names></name> <name><surname>Mugisha</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Manyonge</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Ouma</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Maseno</surname> <given-names>K</given-names></name></person-group>. <article-title>Modelling the impact of misdiagnosis and treatment on the dynamics of malaria concurrent and co-infection with pneumonia</article-title>. <source>Appl Math Sci</source>. (<year>2013</year>) <volume>7</volume>:<fpage>6275</fpage>&#x02013;<lpage>96</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.12988/ams.2013.39521</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Onyinge</surname> <given-names>DO</given-names></name> <name><surname>Ongati</surname> <given-names>NO</given-names></name> <name><surname>Odundo</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>Mathematical model for co-infection of HIV/AIDS and pneumonia with treatment</article-title>. <source>Int J Scientific Eng Appl Sci</source>. (<year>2016</year>) <volume>2</volume>:<fpage>106</fpage>&#x02013;<lpage>11</lpage>. Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://ir.jooust.ac.ke:8080/xmlui/handle/123456789/2643">http://ir.jooust.ac.ke:8080/xmlui/handle/123456789/2643</ext-link></citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mushayabasa</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Bhunu</surname> <given-names>CP</given-names></name> <name><surname>Mhlanga</surname> <given-names>NA</given-names></name></person-group>. <article-title>Modeling the transmission dynamics of typhoid in malaria endemic settings</article-title>. <source>Appl Appl Math</source>. (<year>2014</year>) <volume>9</volume>:<fpage>121</fpage>&#x02013;<lpage>40</lpage>. Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://digitalcommons.pvamu.edu/aam/vol9/iss1/9">https://digitalcommons.pvamu.edu/aam/vol9/iss1/9</ext-link></citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mushayabasa</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Bhunu</surname> <given-names>CP</given-names></name> <name><surname>Ngarakana-Gwasira</surname> <given-names>ET</given-names></name></person-group>. <article-title>Assessing the impact of drug resistance on the transmission dynamics of typhoid fever</article-title>. <source>Comput Biol J</source>. (<year>2013</year>) <volume>2013</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>13</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2013/303645</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pitzer</surname> <given-names>VE</given-names></name> <name><surname>Bowles</surname> <given-names>CC</given-names></name> <name><surname>Baker</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Kang</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Balaji</surname> <given-names>V</given-names></name> <name><surname>Farrar</surname> <given-names>JJ</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Predicting the impact of vaccination on the transmission dynamics of typhoid in South Asia: A mathematical modeling study</article-title>. <source>PLoS Negl Trop Dis</source>. (<year>2014</year>) <volume>8</volume>:<fpage>e2642</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1371/journal.pntd.0002642</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24416466</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khan</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Parvez</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Islam</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Khan</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Shafie</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Gul</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Mathematical analysis of typhoid model with saturated incidence rate</article-title>. <source>Adv Stud Biol</source>. (<year>2015</year>) <volume>7</volume>:<fpage>65</fpage>&#x02013;<lpage>78</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.12988/asb.2015.41059</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Matsebula</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Nyabadza</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Mushanyu</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Mathematical analysis of typhoid fever transmission dynamics with seasonality and fear</article-title>. <source>Commun Math Biol Neurosci</source>. (<year>2021</year>) <volume>2021</volume>:<fpage>36</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.28919/cmbn/5590</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Code&#x000E7;o</surname> <given-names>CT</given-names></name></person-group>. <article-title>Endemic and epidemic dynamics of cholera: the role of the aquatic reservoir</article-title>. <source>BMC Infect Dis</source>. (<year>2001</year>) <volume>1</volume>:<fpage>1</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/1471-2334-1-1</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">11208258</pub-id></citation></ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bertuzzo</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Casagrandi</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Gatto</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Rodriguez-Iturbe</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Rinaldo</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>On spatially explicit models of cholera epidemics</article-title>. <source>J R Soc Interface</source>. (<year>2010</year>) <volume>7</volume>:<fpage>321</fpage>&#x02013;<lpage>33</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsif.2009.0204</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">19605400</pub-id></citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mari</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Bertuzzo</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Righetto</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Casagrandi</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Gatto</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Rodriguez-Iturbe</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Rinaldo</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Modelling cholera epidemics: the role of waterways, human mobility and sanitation</article-title>. <source>J R Soc Interface</source>. (<year>2012</year>) <volume>9</volume>:<fpage>376</fpage>&#x02013;<lpage>88</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsif.2011.0304</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21752809</pub-id></citation></ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Miller Neilan</surname> <given-names>RL</given-names></name> <name><surname>Schaefer</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Gaff</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Fister</surname> <given-names>KR</given-names></name> <name><surname>Lenhart</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Modeling optimal intervention strategies for cholera</article-title>. <source>Bull Math Biol</source>. (<year>2010</year>) <volume>72</volume>:<fpage>2004</fpage>&#x02013;<lpage>18</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11538-010-9521-8</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20204710</pub-id></citation></ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mushayabasa</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Impact of vaccines on controlling typhoid fever in Kassena-Nankana district of upper east region of Ghana: insights from a mathematical model</article-title>. <source>J Modern Math Stat</source>. (<year>2011</year>) <volume>5</volume>:<fpage>54</fpage>&#x02013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3923/jmmstat.2011.54.59</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sepulveda</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Gomez-Dantes</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Bronfman</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Cholera in the Americas: an overview</article-title>. <source>Infection</source>. (<year>1992</year>) <volume>20</volume>:<fpage>243</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/BF01710787</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">1385330</pub-id></citation></ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Shuai</surname> <given-names>Z</given-names></name> <name><surname>Tien</surname> <given-names>JH</given-names></name> <name><surname>van den Driessche</surname> <given-names>P</given-names></name></person-group>. <article-title>Cholera models with hyperinfectivity and temporary immunity</article-title>. <source>Bull Math Biol</source>. (<year>2012</year>) <volume>74</volume>:<fpage>2423</fpage>&#x02013;<lpage>45</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11538-012-9759-4</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">22864877</pub-id></citation></ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>King</surname> <given-names>AA</given-names></name> <name><surname>Ionides</surname> <given-names>EL</given-names></name> <name><surname>Pascual</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Bouma</surname> <given-names>MJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Inapparent infections and cholera dynamics</article-title>. <source>Nature</source>. (<year>2008</year>) <volume>454</volume>:<fpage>877</fpage>&#x02013;<lpage>80</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nature07084</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">18704085</pub-id></citation></ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sanches</surname> <given-names>RP</given-names></name> <name><surname>Ferreira</surname> <given-names>CP</given-names></name> <name><surname>Kraenkel</surname> <given-names>RA</given-names></name></person-group>. <article-title>The role of immunity and seasonality in cholera epidemics</article-title>. <source>Bull Math Biol</source>. (<year>2011</year>) <volume>73</volume>:<fpage>2916</fpage>&#x02013;<lpage>31</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11538-011-9652-6</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21468779</pub-id></citation></ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Okosun</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Makinde</surname> <given-names>OD</given-names></name></person-group>. <article-title>Modelling the impact of drug resistance in malaria transmission and its optimal control analysis</article-title>. <source>Int J Phys Sci</source>. (<year>2011</year>) <volume>6</volume>:<fpage>6479</fpage>&#x02013;<lpage>87</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.5897/IJPS10.542</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">28245259</pub-id></citation></ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mutua</surname> <given-names>JM</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>FB</given-names></name> <name><surname>Vaidya</surname> <given-names>NK</given-names></name></person-group>. <article-title>Modeling malaria and typhoid fever co-infection dynamics</article-title>. <source>Math Biosci</source>. (<year>2015</year>) <volume>264</volume>:<fpage>128</fpage>&#x02013;<lpage>44</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.mbs.2015.03.014</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">25865934</pub-id></citation></ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hartley</surname> <given-names>DM</given-names></name> <name><surname>Morris Jr</surname> <given-names>JG</given-names></name> <name><surname>Smith</surname> <given-names>DL</given-names></name></person-group>. <article-title>Hyperinfectivity: a critical element in the ability of <italic>V. cholerae</italic> to cause epidemics?</article-title> <source>PLoS Med</source>. (<year>2006</year>) <volume>3</volume>:<fpage>e7</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1371/journal.pmed.0030007</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">16318414</pub-id></citation></ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Munro</surname> <given-names>PM</given-names></name> <name><surname>Colwell</surname> <given-names>RR</given-names></name></person-group>. <article-title>Fate of <italic>Vibrio cholerae</italic> O1 in seawater microcosms</article-title>. <source>Water Res</source>. (<year>1996</year>) <volume>30</volume>:<fpage>47</fpage>&#x02013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0043-1354(95)00137-A</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Blayneh</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Cao</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Kwon</surname> <given-names>HD</given-names></name></person-group>. <article-title>Optimal control of vector-borne diseases: treatment and prevention</article-title>. <source>Discrete Continuous Dyn Syst B</source>. (<year>2009</year>) <volume>11</volume>:<fpage>587</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/dcdsb.2009.11.587</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hendrix</surname> <given-names>TR</given-names></name></person-group>. <article-title>The pathophysiology of cholera</article-title>. <source>Bull N Y Acad Med</source>. (<year>1971</year>) <volume>47</volume>:<fpage>1169</fpage>&#x02013;<lpage>80</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="web"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Adetunde</surname> <given-names>IA</given-names></name></person-group>. <article-title>Mathematical models for the dynamics of typhoid fever in Kassena-Nankana district of upper east region of Ghana</article-title>. <source>J Modern Math Stat</source>. (<year>2008</year>) <volume>2</volume>:<fpage>45</fpage>&#x02013;<lpage>9</lpage>. Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://medwelljournals.com/abstract/?doi=jmmstat.2008.45.49">https://medwelljournals.com/abstract/?doi=jmmstat.2008.45.49</ext-link></citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mushayabasa</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Modeling the impact of optimal screening on typhoid dynamics</article-title>. <source>Int J Dyn Control</source>. (<year>2016</year>) <volume>4</volume>:<fpage>330</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40435-014-0123-4</pub-id></citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>