<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xml:lang="en" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMES</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1526-1506</issn>
<issn pub-type="ppub">1526-1492</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">25647</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2023.025647</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>A Numerical Investigation Based on Exponential Collocation Method for Nonlinear SITR Model of COVID-19</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">A Numerical Investigation Based on Exponential Collocation Method for Nonlinear SITR Model of COVID-19</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">A Numerical Investigation Based on Exponential Collocation Method for Nonlinear SITR Model of COVID-19</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Aslefallah</surname><given-names>Mohammad</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Y&#x00FC;zba&#x015F;i</surname><given-names>&#x015E;uayip</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Abbasbandy</surname><given-names>Saeid</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref><email>abbasbandy@sci.ikiu.ac.ir</email>
<email>abbasbandy@yahoo.com</email></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>Department of Applied Mathematics, Imam Khomeini International University</institution>, <addr-line>Qazvin, 34149</addr-line>, <country>Iran</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Department of Mathematics, Faculty of Science, Akdeniz University</institution>, <addr-line>Antalya, 07058</addr-line>, <country>Turkey</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Saeid Abbasbandy. Email: <email>abbasbandy@sci.ikiu.ac.ir</email>; <email>abbasbandy@yahoo.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date date-type="collection" publication-format="electronic">
<year>2023</year></pub-date>
<pub-date date-type="pub" publication-format="electronic"><day>4</day>
<month>2</month>
<year>2023</year></pub-date>
<volume>136</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>1687</fpage>
<lpage>1706</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>23</day><month>7</month><year>2022</year></date>
<date date-type="accepted"><day>28</day><month>9</month><year>2022</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2023 Aslefallah et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Aslefallah et al.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMES_25647.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>In this work, the exponential approximation is used for the numerical simulation of a nonlinear SITR model as a system of differential equations that shows the dynamics of the new coronavirus (COVID-19). The SITR mathematical model is divided into four classes using fractal parameters for COVID-19 dynamics, namely, susceptible (S), infected (I), treatment (T), and recovered (R). The main idea of the presented method is based on the matrix representations of the exponential functions and their derivatives using collocation points. To indicate the usefulness of this method, we employ it in some cases. For error analysis of the method, the residual of the solutions is reviewed. The reported examples show that the method is reasonably efficient and accurate.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Coronavirus (COVID-19)</kwd>
<kwd>SITR model</kwd>
<kwd>exponential approximation</kwd>
<kwd>differential equations system</kwd>
<kwd>collocation method</kwd>
<kwd>operational matrix</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1</label><title>Introduction</title>
<p>The world has recently contracted the dangerous and deadly disease coronavirus 2019 (COVID-19), which is an almost uncontrollable respiratory infection. The new coronavirus was reported in Wuhan, China in December 2019. The World Health Organization (WHO) announced the global pandemic of the infection in March 2020. Its disease pattern is called COVID-19 [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. This disease that is highly contagious and through droplets can be transmitted from person to person. Many people are infected with COVID-19 and the number of victims of this virus is increasing every day. The COVID-19 spread ratio is very problematic and a concern for the whole world. The main cause of the spread of this virus is the contact of an infected person with healthy people, because studies have shown that this infection is usually caused by the transmission of blood cells through coughing or sneezing. These blood cells can stay in the air for a long time and cause infections for others. However, it is very challenging for scientists to study the preventive measures that can be taken to control the spread of the virus and to develop a vaccine to fight the virus. How to control the disease is one of the most important challenges if it is transmitted to animals or birds. Researchers are developing a variety of tactics to study the growing behavior of the coronavirus, and are studying ways to end COVID-19. Much research has been done to determine the conditions under which this deadly virus can be controlled. Scientists have found that COVID-19 is one of the most important outbreaks that attacks the respiratory system. One of the main reasons for the prevalence of COVID-19 is due to the transmission of germs through the respiratory cells in humans, and this virus is considered as a vector of transmission. The World Health Organization (WHO) has warned that the outbreak of the coronavirus could spread more rapidly if control measures were not implemented in a timely manner. WHO has advised people to stay away from infectious people or animals, including fever or any respiratory problems, and to recommend the use of surgical masks and the continued use of hand sanitizers in public places to protect oneself from infection. Social distance or less crowded places can reduce the risk of spreading the corona virus because it is more likely to spread in crowded places. The use of epidemiological computational simulation models plays a main role in estimating the transmission parameters and guessing the effective behavior of the infection. These models have been shown to be useful in depicting the growth rate or rate of decay of viruses over time. And they are very useful in providing control measures that can be adapted to reduce the spread of the disease. Many results and applications of COVID-19 simulation models are accepted and published [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>]. Providing a mathematical model is another matter, while predicting the consequences of the disease is also very disappointing. One method of analyzing the behavior of diseases is divisional modeling, which can be used for mathematical models related to affective diseases. An appropriate vaccine must be discovered to prevent further damage of the virus. Otherwise, the world must be prepared to face many new challenges such as human casualties, food shortages, poverty, unemployment and so on.</p>
<p>One way to study the effective growth of this deadly outbreak is to use computer simulation block models. In different researches, different numerical and analytical approaches have been considered to perform the outputs of SITR models [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>].</p>
<p>Differential equations have a remarkable role in several scientific and engineering phenomena that have always been considered at physical and technical applications and they are appeared in various areas as mathematics, physics and engineering sciences [<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>].</p>
<p>In recent years, Y&#x00FC;zba&#x015F;i&#x00A0;et&#x00A0;al.&#x00A0;have applied the collocation method based on exponential approximation to solve some problems like pantograph equation, the linear neutral delay differential, Fredholm integro-differential difference equations and so on [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>].</p>
<p>The aim of the present work is to find a numerical solution for a nonlinear SITR model using the new dynamic parameters of COVID-19, along with numerical analysis to better understand the expansion using numerical approaches through exponential basis.</p>
<p>The organization of this article is structured as follows: In <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref>, mathematical modelling of the SITR system is presented. In <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>, we express briefly required mathematical elementary and matrix relations for exponential functions of the method. In <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref>, we present the numerical implementation of the matrix operation of the method. <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref> involves the error analysis. For this purpose, assuming the residual of solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref>. <xref ref-type="sec" rid="s6">Section 6</xref> contains numerical examples, where approximate solutions corresponding to various <italic>N</italic> values are obtained using the proposed method. Numerical experiments are examined to illustrate the efficiency and accuracy of the method, and results are reported. Finally, the last section consists of a brief conclusion.</p>
</sec>
<sec id="s2"><label>2</label><title>Mathematical Modeling</title>
<p>Mathematical modelling of the dynamical system is an interesting field of study that has attracted most researchers&#x2019; attention. Dynamical systems have a wide range of applications, including population growth models, biomedical research, biological systems, and engineering.</p>
<p>In this approach, for the SITR model is designed for the new COVID-19 dynamics, the population is allocated to various compartments with particular labels, susceptible <italic>(S)</italic>, infected <italic>(I)</italic>, treatment <italic>(T)</italic>, and recovered <italic>(R)</italic>. The <italic>S</italic> is divided into <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> subclasses. Subclass <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> identifies people who have not yet developed COVID-19 disease, and subclass <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> identifies people who are not yet infected but have some serious illnesses or older. No proper vaccination for the disease has been discovered yet, so the entire individuals are at risk of getting contaminated by this infection. That is why the whole population is often put into the susceptible class. From the susceptible class, the entities of that class can get infected by making contact with the infectious person and then they can join the infected class as well as exposed class.</p>
<p>The SITR model of the novel COVID-19 dynamics is given by the following nonlinear 1st order differential equations and the description of each compartment is given in <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>.
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></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>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></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>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>I</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>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>T</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>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>R</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>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<table-wrap id="table-1"><label>Table 1</label><caption><title>Definition of the compartments for the dynamics of the SITR model</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Compartment</th>
<th align="left">Brief definition</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Non-infected individuals</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Non-infected older or major diseased individuals</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>I(t)</italic></td>
<td align="left">Infected community rate</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>R(t)</italic></td>
<td align="left">Recovery community rate</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>T(t)</italic></td>
<td align="left">Treatment</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Each equation is describing the transmission behavior of individuals in the respective compartments. By this transmission number of individuals can vary in each of the five compartments [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-30">30</xref>]. The description of the transition rates in each cell is given in <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>. The parameter of interest with appropriate settings for particular descriptions of the dynamics are provided in <xref ref-type="table" rid="table-1">Tables 1</xref> and <xref ref-type="table" rid="table-2">2</xref>.</p>
<table-wrap id="table-2"><label>Table 2</label><caption><title>Precise interpretation of the parameters for the dynamics of the SITR model</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Parameter</th>
<th align="left">Interpretation</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Contact rate</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>B</italic></td>
<td align="left">Rate of natural birth</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Reduce infection from treatment</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Fever, tiredness and dry cough rate</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Recovery rate of population</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Death rate</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Rate of infection from treatment</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Healthy food rate</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Sleep rate</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">Initial conditions</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>We try to find the approximate solution of system of differential <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref> with initial conditions as series of exponential functions. Exponential functions or exponential polynomials are based on the linearly independent exponential basis set
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>To begin with, we assume that the unique solutions of system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> can be expressed as a exponential series of the form
<disp-formula id="ueqn-1">
<mml:math id="mml-ueqn-1" display="block"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>then by truncation these power series after the <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>st term, their linear combinations defined by the expansions
<disp-formula id="ueqn-2">
<mml:math id="mml-ueqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>which, coefficients <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are unknown and <italic>N</italic> is an arbitrary positive integer.</p>
<p><bold>Remark.</bold> We solve the system (<italic>Sys</italic>) in time interval [0, 1] and for larger intervals [0, <italic>R</italic>], convert it to interval [0, 1] by using an iterative method. This iterative process is such that to solve the system in <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula> by initial conditions (<italic>IC</italic>) at <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, we first solve the system in the interval <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Then we use the results for <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> with a transfer as the initial conditions and solve the system at [1, 2]. And we continue this iterative procedure until <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> by step size <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>C</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>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd /></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>After solving these systems, we merge the functions as multivariate function.</p>
</sec>
<sec id="s3"><label>3</label><title>Preliminaries and Matrix Relations</title>
<p>In this section, we outline operational matrices of the exponential method we will use in order to solve system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref>.</p>
<p>In the first step, we create the differentiation matrices which are the basic tools of the current approach. Differentiation matrices make this method more suitable for managing high-order differential equations. By constructing an operational matrix, it is easy to derive high-order derivatives of the unknown in terms of values at collocation points.</p>
<p>Firstly, we inscribe the approximated solution <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> defined by linear combination <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref> in the matrix form as
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-3">
<mml:math id="mml-ueqn-3" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="ueqn-4">
<mml:math id="mml-ueqn-4" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Taking advantage of the linearity of expansion <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref>, we can compute the derivative of <italic>u</italic> by differentiating the basic functions. The derivatives of <italic>u</italic> are obtained as follows:
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and for higher order derivatives of <italic>u</italic> we present a matrix form. Next, we explain how to create a differentiation matrix through the method, and we extract and create a matrix <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> so that the equations are in the collocation points.</p>
<p>The derivative of the approximate solution can also be expressed as a product of matrices. Namely, <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> has a relation with its first derivative <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> that is demonstrated by
<disp-formula id="ueqn-5">
<mml:math id="mml-ueqn-5" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where the operational (differentiation) matrix <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> corresponding to above relation is represented
<disp-formula id="ueqn-6">
<mml:math id="mml-ueqn-6" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><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>&#x22EF;</mml:mo></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:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></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:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></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>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and that, after repeating the procedure <italic>k</italic>
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>holds for any nonnegative integer <italic>k</italic>, that <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is the identity matrix which its dimension is: <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Note that
<disp-formula id="ueqn-7">
<mml:math id="mml-ueqn-7" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><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>&#x22EF;</mml:mo></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:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></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:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></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>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>By using of the matrix relations <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">(6)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">(8)</xref>, we can write matrix representation as
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>After replacing the collocation points <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">(9)</xref>, we turn into the following system of matrix equations as
<disp-formula id="ueqn-8">
<mml:math id="mml-ueqn-8" display="block"><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>that, in the matrix form, we have
<disp-formula id="ueqn-9">
<mml:math id="mml-ueqn-9" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-10">
<mml:math id="mml-ueqn-10" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s4"><label>4</label><title>Implementation of Matrix Operation</title>
<p>In this section, we explain how to use the exponential collocation method for problem <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref>. For this purpose, we use the following procedure. The basis of this method is based on the calculation of unknown coefficients using the collocation points.</p>
<p>To acquire an exponential series solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref> under the conditions, the operational matrix method is applied as follows:
<disp-formula id="ueqn-11">
<mml:math id="mml-ueqn-11" display="block"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-12">
<mml:math id="mml-ueqn-12" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mspace width="1em" /><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="ueqn-13">
<mml:math id="mml-ueqn-13" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="ueqn-14">
<mml:math id="mml-ueqn-14" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The relationship between <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and its first derivative can also be written
<disp-formula id="ueqn-15">
<mml:math id="mml-ueqn-15" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>that by applying operational matrices, we obtain the following matrix forms:
<disp-formula id="ueqn-16">
<mml:math id="mml-ueqn-16" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now let&#x2019;s create the <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> matrices as follows:
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mtext>and</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-17">
<mml:math id="mml-ueqn-17" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></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:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="ueqn-18">
<mml:math id="mml-ueqn-18" display="block"><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></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:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></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:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> can be expressed as
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>that it can be rewritten as following matrix form:
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">PU</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-19">
<mml:math id="mml-ueqn-19" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></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:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></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:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></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:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></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:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="ueqn-20">
<mml:math id="mml-ueqn-20" display="block"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>To determine the unknown coefficients, we use the collocation points
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and by replacing the collocation points into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">Eq. (15)</xref>, we obtain a system of matrix equations as follows:
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">PU</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and this system corresponds to the following matrix form:
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-21">
<mml:math id="mml-ueqn-21" display="block"><mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></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:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="ueqn-22">
<mml:math id="mml-ueqn-22" display="block"><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></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:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></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:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">S</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="ueqn-23">
<mml:math id="mml-ueqn-23" display="block"><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">S</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>q</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>q</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>q</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, let us find the relations between the matrix <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and other matrices in system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref> as follows:
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">V</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /></mml:math></disp-formula></p>
<p>After the substitution of the above relations, we obtain to the following matrix equation:
<disp-formula id="ueqn-24">
<mml:math id="mml-ueqn-24" display="block"><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>by previous definition <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" /></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> we obtain to
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Briefly, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">(20)</xref> can also be presented as follows:
<disp-formula id="ueqn-25">
<mml:math id="mml-ueqn-25" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">W</mml:mtext></mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">Q</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">W</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">M</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">N</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Here, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">(20)</xref> conforms to a nonlinear system of the <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> algebraic equations with the unknown coefficients <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:mover><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>By placing the colocation points at the algebraic equations and considering initial conditions, the system be solved and the coefficients be determined.</p>
</sec>
<sec id="s5"><label>5</label><title>Error Analysis</title>
<p>Since most systems do not have exact solutions and most similar programs usually do not have the ability to generate numerical solutions, we must verify the accuracy of the numerical results using a method. We can confirm the accuracy and effectiveness of the numerical results by considering the residual error functions. The residual method is a general class of methods developed to obtain the approximate solution of differential equations. In the residual method, an approximate solution based on the overall behavior of the dependent variable is considered. The assumed solution is often chosen to satisfy the boundary conditions. This assumed solution is then replaced by the differential equation. Since the assumed solution is only approximate, it generally does not satisfy the differential equation and therefore leads to an error or what we call the residual. The residual then disappears in the mean sense throughout the solution domain to produce a system of algebraic equations.</p>
<p>If <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> be numerical solutions of unknown functions, the residual error functions are defined as
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s6"><label>6</label><title>Numerical Applications</title>
<p>The rate of increase in the number of infections depends on the product of the number of infected and susceptible persons. The system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> explains the dramatic increase in infection rates worldwide. The travel of infected individuals around the world has led to an increase in the number of infected people, which in turn has led to a further increase in the susceptible individuals. This creates a positive feedback loop that leads to a rapid increase in the number of actively infected persons. Therefore, during the period of increase, the number of susceptible people increases and consequently the number of infected people also increases.</p>
<p>In this section, we present some applications of the method that are presented in different values for the parameters <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> as Contact Rate, Recovery Rate and Death Rate, respectively.</p>
<p><bold>Case (I):</bold> <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.25</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.08</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.20.</mml:mn></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Case (II):</bold> <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.30</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.10</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.25.</mml:mn></mml:math></inline-formula></p>
<p>These results show the effectiveness of the present method in achieving good accuracy with fewer collocation points and less computational time. All the calculations have been performed using MAPLE. By applying the suggested method for <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula> in <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> we obtain the approximate solutions of <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Different appropriate values of epidemic parameters are given in <xref ref-type="table" rid="table-3">Table 3</xref>.</p>
<table-wrap id="table-3"><label>Table 3</label><caption><title>The values of variables for two cases of the SITR model</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Parameter</th>
<th align="left">Case (I)</th>
<th align="left">Case (II)</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.25</td>
<td align="left">0.30</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><italic>B</italic></td>
<td align="left">0.30</td>
<td align="left">0.30</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.30</td>
<td align="left">0.30</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.005</td>
<td align="left">0.005</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.08</td>
<td align="left">0.10</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.20</td>
<td align="left">0.25</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.30</td>
<td align="left">0.30</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.20</td>
<td align="left">0.20</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">0.10</td>
<td align="left">0.10</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The residual of solutions has been used to show that this method is efficient and reasonably accurate.</p>
<p>The coefficients of the approximate numerical outcomes of the method for <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> of <bold>Case (I)</bold> and <bold>Case (II)</bold> are given in <xref ref-type="table" rid="table-4">Tables 4</xref> and <xref ref-type="table" rid="table-6">6</xref>, respectively. The residual errors for <bold>Case (I)</bold> and <bold>Case (II)</bold> are reported in <xref ref-type="table" rid="table-5">Tables 5</xref> and <xref ref-type="table" rid="table-7">7</xref>, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref> shows the graph of residual error functions for <bold>Case (I)</bold>.</p>
<table-wrap id="table-4"><label>Table 4</label><caption><title>Coefficients of the functions of SITR model for <bold>Case (I)</bold> and <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula></title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Function</th>
<th align="left">Coefficients</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.48127</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.31505</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.27733</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.18117</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.05016</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.37155</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.41393</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.36155</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.23328</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.06410</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.79573</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.12408</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.15959</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.11414</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.03289</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.32852</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.04062</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.03522</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.02200</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.00591</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.25687</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.33956</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.35665</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.24209</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.06813</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="table-5"><label>Table 5</label><caption><title>Residual of present method for <bold>Case (I)</bold></title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left"/>
<th align="left">N</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.1</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.3</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.5</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.7</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.9</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mn>5.353</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mn>7.569</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mn>1.360</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mn>3.385</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mn>1.070</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mn>6.583</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mn>1.166</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mn>4.519</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mn>3.501</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mn>5.926</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mn>1.246</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mn>1.759</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mn>3.156</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mn>7.841</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mn>2.476</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mn>1.210</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mn>2.141</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mn>8.279</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mn>6.391</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:mn>1.081</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mn>1.615</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:mn>2.295</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:mn>4.146</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:mn>1.036</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:mn>3.292</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:mn>2.012</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:mn>3.571</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mn>1.391</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:mn>1.081</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:mn>1.838</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:mn>4.323</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:mn>6.128</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:mn>1.104</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:mn>2.753</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:mn>8.729</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-128"><mml:math id="mml-ieqn-128"><mml:mn>1.023</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-129"><mml:math id="mml-ieqn-129"><mml:mn>1.817</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-130"><mml:math id="mml-ieqn-130"><mml:mn>7.052</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-131"><mml:math id="mml-ieqn-131"><mml:mn>5.473</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-132"><mml:math id="mml-ieqn-132"><mml:mn>9.283</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-133"><mml:math id="mml-ieqn-133"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-134"><mml:math id="mml-ieqn-134"><mml:mn>1.251</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-135"><mml:math id="mml-ieqn-135"><mml:mn>1.775</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-136"><mml:math id="mml-ieqn-136"><mml:mn>3.196</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-137"><mml:math id="mml-ieqn-137"><mml:mn>7.972</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-138"><mml:math id="mml-ieqn-138"><mml:mn>2.527</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-139"><mml:math id="mml-ieqn-139"><mml:mn>1.414</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-140"><mml:math id="mml-ieqn-140"><mml:mn>2.512</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-141"><mml:math id="mml-ieqn-141"><mml:mn>9.751</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-142"><mml:math id="mml-ieqn-142"><mml:mn>7.567</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-143"><mml:math id="mml-ieqn-143"><mml:mn>1.283</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="table-6"><label>Table 6</label><caption><title>Coefficients of the functions of SITR model for <bold>Case (II)</bold> and <inline-formula id="ieqn-144"><mml:math id="mml-ieqn-144"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula></title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Function</th>
<th align="left">Coefficients</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-145"><mml:math id="mml-ieqn-145"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.23423</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-146"><mml:math id="mml-ieqn-146"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.75213</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-147"><mml:math id="mml-ieqn-147"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-148"><mml:math id="mml-ieqn-148"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.11786</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-149"><mml:math id="mml-ieqn-149"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.21346</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-150"><mml:math id="mml-ieqn-150"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.10234</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-151"><mml:math id="mml-ieqn-151"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.23145</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-152"><mml:math id="mml-ieqn-152"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.32458</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-153"><mml:math id="mml-ieqn-153"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-154"><mml:math id="mml-ieqn-154"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.67432</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-155"><mml:math id="mml-ieqn-155"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.12987</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-156"><mml:math id="mml-ieqn-156"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.10123</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-157"><mml:math id="mml-ieqn-157"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.45632</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-158"><mml:math id="mml-ieqn-158"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.11245</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-159"><mml:math id="mml-ieqn-159"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-160"><mml:math id="mml-ieqn-160"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.19760</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-161"><mml:math id="mml-ieqn-161"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.21376</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-162"><mml:math id="mml-ieqn-162"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">c</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.02349</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-163"><mml:math id="mml-ieqn-163"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.12675</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-164"><mml:math id="mml-ieqn-164"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.09843</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-165"><mml:math id="mml-ieqn-165"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-166"><mml:math id="mml-ieqn-166"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.11278</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-167"><mml:math id="mml-ieqn-167"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.03212</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-168"><mml:math id="mml-ieqn-168"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.00432</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-169"><mml:math id="mml-ieqn-169"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.19843</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-170"><mml:math id="mml-ieqn-170"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.23678</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-171"><mml:math id="mml-ieqn-171"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-172"><mml:math id="mml-ieqn-172"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.28973</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-173"><mml:math id="mml-ieqn-173"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; &#x2212;0.32489</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-174"><mml:math id="mml-ieqn-174"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.01287</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap><table-wrap id="table-7"><label>Table 7</label><caption><title>Residual of present method for <bold>Case (II)</bold></title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left"/>
<th align="left">N</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.1</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.3</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.5</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.7</th>
<th align="left">t&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.9</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-175"><mml:math id="mml-ieqn-175"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-176"><mml:math id="mml-ieqn-176"><mml:mn>6.770</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-177"><mml:math id="mml-ieqn-177"><mml:mn>9.577</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-178"><mml:math id="mml-ieqn-178"><mml:mn>1.722</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-179"><mml:math id="mml-ieqn-179"><mml:mn>4.288</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-180"><mml:math id="mml-ieqn-180"><mml:mn>1.357</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-181"><mml:math id="mml-ieqn-181"><mml:mn>7.025</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-182"><mml:math id="mml-ieqn-182"><mml:mn>1.245</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-183"><mml:math id="mml-ieqn-183"><mml:mn>4.826</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-184"><mml:math id="mml-ieqn-184"><mml:mn>3.740</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-185"><mml:math id="mml-ieqn-185"><mml:mn>6.335</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-186"><mml:math id="mml-ieqn-186"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-187"><mml:math id="mml-ieqn-187"><mml:mn>8.421</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-188"><mml:math id="mml-ieqn-188"><mml:mn>1.191</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-189"><mml:math id="mml-ieqn-189"><mml:mn>2.142</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-190"><mml:math id="mml-ieqn-190"><mml:mn>5.332</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-191"><mml:math id="mml-ieqn-191"><mml:mn>1.687</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-192"><mml:math id="mml-ieqn-192"><mml:mn>8.323</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-193"><mml:math id="mml-ieqn-193"><mml:mn>1.475</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-194"><mml:math id="mml-ieqn-194"><mml:mn>5.716</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-195"><mml:math id="mml-ieqn-195"><mml:mn>4.429</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-196"><mml:math id="mml-ieqn-196"><mml:mn>7.501</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-197"><mml:math id="mml-ieqn-197"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-198"><mml:math id="mml-ieqn-198"><mml:mn>4.906</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-199"><mml:math id="mml-ieqn-199"><mml:mn>6.959</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-200"><mml:math id="mml-ieqn-200"><mml:mn>1.254</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-201"><mml:math id="mml-ieqn-201"><mml:mn>3.131</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-202"><mml:math id="mml-ieqn-202"><mml:mn>9.935</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-203"><mml:math id="mml-ieqn-203"><mml:mn>5.835</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-204"><mml:math id="mml-ieqn-204"><mml:mn>1.033</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-205"><mml:math id="mml-ieqn-205"><mml:mn>4.026</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-206"><mml:math id="mml-ieqn-206"><mml:mn>3.126</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-207"><mml:math id="mml-ieqn-207"><mml:mn>5.305</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-208"><mml:math id="mml-ieqn-208"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-209"><mml:math id="mml-ieqn-209"><mml:mn>7.116</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-210"><mml:math id="mml-ieqn-210"><mml:mn>1.008</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-211"><mml:math id="mml-ieqn-211"><mml:mn>1.817</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-212"><mml:math id="mml-ieqn-212"><mml:mn>4.532</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-213"><mml:math id="mml-ieqn-213"><mml:mn>1.436</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-214"><mml:math id="mml-ieqn-214"><mml:mn>5.851</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-215"><mml:math id="mml-ieqn-215"><mml:mn>1.039</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-216"><mml:math id="mml-ieqn-216"><mml:mn>4.033</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-217"><mml:math id="mml-ieqn-217"><mml:mn>3.129</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-218"><mml:math id="mml-ieqn-218"><mml:mn>5.308</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-219"><mml:math id="mml-ieqn-219"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;4</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-220"><mml:math id="mml-ieqn-220"><mml:mn>9.556</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-221"><mml:math id="mml-ieqn-221"><mml:mn>1.354</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-222"><mml:math id="mml-ieqn-222"><mml:mn>2.440</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-223"><mml:math id="mml-ieqn-223"><mml:mn>6.086</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-224"><mml:math id="mml-ieqn-224"><mml:mn>1.929</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left">N&#x2009;&#x003D;&#x2009;6</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-225"><mml:math id="mml-ieqn-225"><mml:mn>1.047</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-226"><mml:math id="mml-ieqn-226"><mml:mn>1.860</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-227"><mml:math id="mml-ieqn-227"><mml:mn>7.222</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-228"><mml:math id="mml-ieqn-228"><mml:mn>5.604</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-229"><mml:math id="mml-ieqn-229"><mml:mn>9.506</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap><fig id="fig-1"><label>Figure 1</label><caption><title>Graph of residual errors for <bold>Case (I)</bold> for <inline-formula id="ieqn-230"><mml:math id="mml-ieqn-230"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-231"><mml:math id="mml-ieqn-231"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula></title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25647-fig-1.tif"/></fig>
<p>In <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>, graph of functions <inline-formula id="ieqn-232"><mml:math id="mml-ieqn-232"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-233"><mml:math id="mml-ieqn-233"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <bold>Case (I)</bold> for <inline-formula id="ieqn-234"><mml:math id="mml-ieqn-234"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-235"><mml:math id="mml-ieqn-235"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula> are presented that show the behaviour of main functions in SITR model. <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref> shows the graph of residual error functions for <bold>Case (II)</bold>. In <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref>, graph of functions <inline-formula id="ieqn-236"><mml:math id="mml-ieqn-236"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-237"><mml:math id="mml-ieqn-237"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <bold>Case (I)</bold> for <inline-formula id="ieqn-238"><mml:math id="mml-ieqn-238"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-239"><mml:math id="mml-ieqn-239"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula> are presented that show the behaviour of main functions in SITR model.</p>
<fig id="fig-2"><label>Figure 2</label><caption><title>Graph of functions <inline-formula id="ieqn-240"><mml:math id="mml-ieqn-240"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-241"><mml:math id="mml-ieqn-241"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <bold>Case (I)</bold> for <inline-formula id="ieqn-242"><mml:math id="mml-ieqn-242"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-243"><mml:math id="mml-ieqn-243"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula></title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25647-fig-2.tif"/></fig><fig id="fig-3"><label>Figure 3</label><caption><title>Graph of residual errors for <bold>Case (II)</bold> for <inline-formula id="ieqn-244"><mml:math id="mml-ieqn-244"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-245"><mml:math id="mml-ieqn-245"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula></title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25647-fig-3.tif"/></fig><fig id="fig-4"><label>Figure 4</label><caption><title>Graph of functions <inline-formula id="ieqn-246"><mml:math id="mml-ieqn-246"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-247"><mml:math id="mml-ieqn-247"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <bold>Case (II)</bold> for <inline-formula id="ieqn-248"><mml:math id="mml-ieqn-248"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-249"><mml:math id="mml-ieqn-249"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula></title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25647-fig-4.tif"/></fig>
<p>These graphs show that contact rates are primarily a source of large increase in the number of susceptible individuals, but begin to decrease over time. This is because higher contact rates cause more people to become infected and move to an infected class; therefore, the number of individuals in the susceptible class decreases. About <inline-formula id="ieqn-250"><mml:math id="mml-ieqn-250"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, graphs clearly show that the number of people with the disease increases with increasing contact rate. Decreasing the contact rate leads to a small increase in the number of infected people, while increasing the contact rate suddenly increases the number of infected people. About <italic>I(t)</italic>, graphs show the growing behavior of susceptible individuals with higher recovery rates. And about <italic>T(t)</italic>, they show that as the recovery rate increases, so does the number of people in the infectious class. It can be noted that when the recovery rate is low, fewer people recover from the virus due to the death of infected people.</p>
<p>The figures also show that with a high death rate, the number of recovered individuals suddenly decreases. Because when the death rate is high, so many people in the affected and recovered classes lose their lives, resulting in a decrease in people in all the classes. Since the death rate is so high, the infected and recovered people are almost gone.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-5">Figs. 5</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-6">6</xref> show the graph of residual error functions for <bold>Case (I)</bold> and <bold>Case (II)</bold> on interval <inline-formula id="ieqn-251"><mml:math id="mml-ieqn-251"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>, respectively. For solving the system on [0, 10], we apply iterative process <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">(5)</xref>. When the 10-day future change of COVID-19 is examined, it is observed from <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Figs. 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-4">4</xref> that the number of infected individuals <inline-formula id="ieqn-252"><mml:math id="mml-ieqn-252"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> from COVID-19 increased by decreasing until the 5th day (up to <inline-formula id="ieqn-253"><mml:math id="mml-ieqn-253"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>) and then remained constant until the 10th day (<inline-formula id="ieqn-254"><mml:math id="mml-ieqn-254"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn></mml:math></inline-formula>).</p>
<fig id="fig-5"><label>Figure 5</label><caption><title>Graph of residuals for <bold>Case (I)</bold>, <inline-formula id="ieqn-255"><mml:math id="mml-ieqn-255"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-256"><mml:math id="mml-ieqn-256"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula></title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25647-fig-5.tif"/></fig><fig id="fig-6"><label>Figure 6</label><caption><title>Graph of residual errors for <bold>Case (II) </bold><inline-formula id="ieqn-257"><mml:math id="mml-ieqn-257"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-258"><mml:math id="mml-ieqn-258"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula></title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_25647-fig-6.tif"/></fig>
</sec>
<sec id="s7"><label>7</label><title>Conclusion</title>
<p>In this paper, the exponential approximation is used to solve the numerical investigation of a nonlinear SITR model that represents the dynamics of the new disease of COVID-19. The method is based on exponential functions and the collocation method as an operational matrix. As seen, there is no concern about approximating higher-order derivatives of the unknowns. Also, to show the accuracy and efficiency of the method, two cases with different values have been examined. Through the examples provided, we realize that the obtained numerical results have very good residual errors. Moreover, it is realized that errors decrease when <italic>N</italic> values increase. As shown in the results obtained from computations, we conclude that implementation of this method will be very easy with less computational costs for similar problems. The results indicate the effectiveness of the present method in achieving good accuracy with fewer collocation points and less computational time.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>The authors wish to express their appreciation to the reviewers for their helpful suggestions which greatly improved the presentation of this paper.</p>
</ack>
<sec><title>Funding Statement</title>
<p>The authors received no specific funding for this study.</p></sec>
<sec sec-type="COI-statement"><title>Conflicts of Interest</title>
<p>The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p></sec>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Nda&#x00EF;rou</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Area</surname>, <given-names>I.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nieto</surname>, <given-names>J. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Torres</surname>, <given-names>D. F. M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Mathematical modeling of COVID-19 transmission dynamics with a case study of Wuhan</article-title>. <source>Chaos, Solitons and Fractals</source><italic>,</italic> <volume>135</volume><italic>,</italic> <fpage>109846</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2020.109846</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Olumuyiwa</surname>, <given-names>J. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qureshi</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yusuf</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Al-Shomrani</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Idowu</surname>, <given-names>A. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>A new mathematical model of COVID-19 using real data from Pakistan</article-title>. <source>Results in Physics</source><italic>,</italic> <volume>24</volume><italic>,</italic> <fpage>104098</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rinp.2021.104098</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Farman</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Akgul</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ahmad</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Baleanu</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Saleem</surname>, <given-names>M. U.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Dynamical transmission of coronavirus model with analysis and simulation</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>127</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>753</fpage>&#x2013;<lpage>769</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2021.014882</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Iqbal</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Baleanu</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ali</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Younas</surname>, <given-names>H. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Riaz</surname>, <given-names>M. B.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Fractional analysis of dynamical novel COVID-19 by semi-analytical technique</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>129</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>705</fpage>&#x2013;<lpage>727</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2021.015375</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sabir</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Alnahdi</surname>, <given-names>A. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jeelani</surname>, <given-names>M. B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Abdelkawy</surname>, <given-names>M. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Asif</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Numerical computational heuristic through morlet wavelet neural network for solving the dynamics of nonlinear SITR COVID-19</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>131</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>763</fpage>&#x2013;<lpage>785</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2022.018496</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Hoehl</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rabenau</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Annemarie</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kortenbusch</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cinatl</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Evidence of SARS-CoV-2 infection in returning travelers from Wuhan, China</article-title>. <source>New England Journal of Medicine</source><italic>,</italic> <volume>382</volume><italic>,</italic> <fpage>1278</fpage>&#x2013;<lpage>1280</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1056/NEJMc2001899</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>T. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rui</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>Q. P.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A mathematical model for simulating the phase-based transmissibility of a novel coronavirus</article-title>. <source>Infectious Diseases of Poverty</source><italic>,</italic> <volume>9</volume><italic>,</italic> <fpage>24</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s40249-020-00640-3</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="other"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wai-Kit</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>C. J. P.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Breaking down of the healthcare system: Mathematical modelling for controlling the novel coronavirus (2019-nCoV) outbreak in Wuhan, China</article-title>. <source>bioRxiv,</source> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>21</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Anwar</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Alzahrani</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Erturk</surname>, <given-names>V. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zaman</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Mathematical model for coronavirus disease 2019 (COVID-19) containing isolation class</article-title>. <source>BioMed Research International</source><italic>,</italic> <volume>2020</volume><italic>,</italic> <fpage>3452402</fpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Umar</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sabir</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Raja</surname>, <given-names>M. A. Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shoaib</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gupta</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A stochastic intelligent computing with neuro-evolution heuristics for nonlinear SITR system of novel COVID-19 dynamics</article-title>. <source>Symmetry</source><italic>,</italic> <volume>12</volume><italic>,</italic> <fpage>1628</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/sym12101628</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Khan</surname>, <given-names>M. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Atangana</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Modeling the dynamics of novel coronavirus (2019-nCoV) with fractional derivative</article-title>. <source>Alexandria Engineering Journal</source><italic>,</italic> <volume>59</volume><italic>,</italic> <fpage>2379</fpage>&#x2013;<lpage>2389</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aej.2020.02.033</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sanchez</surname>, <given-names>Y. G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sabir</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guirao</surname>, <given-names>J. L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Design of a nonlinear sitr fractal model based on the dynamics of a novel coronavirus (COVID-19)</article-title>. <source>Fractals</source><italic>,</italic> <volume>28</volume><italic>,</italic> <fpage>2040026</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0218348X20400265</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Y&#x00FC;zba&#x015F;i</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>An exponential collocation method for the solutions of the HIV infection model of CD4<sup>&#x002B;</sup> T cells</article-title>. <source>International Journal of Biomathematics</source><italic>,</italic> <volume>9</volume><italic>,</italic> <fpage>165003</fpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Shivanian</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Aslefallah</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Stability and convergence of spectral radial point interpolation method locally applied on two-dimensional pseudo-parabolic equation</article-title>. <source>Numerical Methods for Partial Differential Equations</source><italic>,</italic> <volume>33</volume><italic>,</italic> <fpage>724</fpage>&#x2013;<lpage>741</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/num.22119</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Aslefallah</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shivanian</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Nonlinear fractional integro-differential reaction-diffusion equation via radial basis functions</article-title>. <source>The European Physical Journal Plus</source><italic>,</italic> <volume>130</volume><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Aslefallah</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Abbasbandy</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shivanian</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Meshless singular boundary method for two dimensional pseudo-parabolic equation: Analysis of stability and convergence</article-title>. <source>Journal of Applied Mathematics and Computing</source><italic>,</italic> <volume>63</volume><italic>,</italic> <fpage>585</fpage>&#x2013;<lpage>606</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s12190-020-01330-x</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Aslefallah</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Abbasbandy</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shivanian</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Numerical solution of a modified anomalous diffusion equation with nonlinear source term through meshless singular boundary method</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>107</volume><italic>,</italic> <fpage>198</fpage>&#x2013;<lpage>207</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2019.07.016</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Y&#x00FC;zba&#x015F;i</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sezer</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>An exponential approximation for solutions of generalized pantograph-delay differential equations</article-title>. <source>Applied Mathematical Modelling</source><italic>,</italic> <volume>37</volume><italic>,</italic> <fpage>9160</fpage>&#x2013;<lpage>9173</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2013.04.028</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Y&#x00FC;zba&#x015F;i</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>An operational method for solutions of riccati type differential equations with functional arguments</article-title>. <source>Journal of Taibah University for Science</source><italic>,</italic> <volume>14</volume><italic>,</italic> <fpage>661</fpage>&#x2013;<lpage>669</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/16583655.2020.1761661</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Y&#x00FC;zba&#x015F;i</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>An exponential method to solve linear Fredholm-Volterra integro-differential equations and residual improvement</article-title>. <source>Turkish Journal of Mathematics</source><italic>,</italic> <volume>42</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>2546</fpage>&#x2013;<lpage>2562</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3906/mat-1707-66</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Y&#x00FC;zba&#x015F;i</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sezer</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>An exponential matrix method for numerical solutions of Hantavirus infection model</article-title>. <source>Applications and Applied Mathematics</source><italic>,</italic> <volume>8</volume><italic>,</italic> <fpage>99</fpage>&#x2013;<lpage>115</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sene</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Fundamental results about the fractional integro-differential equation described with caputo derivative</article-title>. <source>Journal of Function Spaces</source><italic>,</italic> <volume>2022</volume><italic>,</italic> 9174488. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2022/9174488</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sene</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>2-numerical methods applied to a class of SEIR epidemic models described by the caputo derivative</article-title>. <source>Methods of Mathematical Modeling</source><italic>,</italic> <volume>2022</volume><italic>,</italic> <fpage>23</fpage>&#x2013;<lpage>40</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/B978-0-323-99888-8.00003-6</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ahmad</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Farman</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ghafar</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Inc</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ahmad</surname>, <given-names>M. O.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Analysis and simulation of fractional order smoking epidemic model</article-title>. <source>Computational and Mathematical Methods in Medicine</source><italic>,</italic> <volume>2022</volume><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2022/9683187</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Devi</surname>, <given-names>S. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Felix</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Narayanamoorthy</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ahmadian</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Balaenu</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>An intuitionistic fuzzy decision support system for COVID-19 lockdown relaxation protocols in India</article-title>. <source>Computers and Electrical Engineering</source><italic>,</italic> <volume>101</volume><italic>,</italic> <fpage>108</fpage>&#x2013;<lpage>166</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Geetha</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Narayanamoorthy</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Manirathinam</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ahmadian</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bajuri</surname>, <given-names>M. Y.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Knowledge-based normative safety measure approach: Systematic assessment of capabilities to conquer COVID-19</article-title>. <source>The European Physical Journal Special Topics</source><italic>,</italic> <volume>2022</volume><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>13</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1140/epjs/s11734-022-00617-3</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ali</surname>, <given-names>M. R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sadat</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Lie symmetry analysis, new group invariant for the (3&#x2009;&#x002B;&#x2009;1)-dimensional and variable coefficients for liquids with gas bubbles models</article-title>. <source>Chinese Journal of Physics</source><italic>,</italic> <volume>71</volume><italic>,</italic> <fpage>539</fpage>&#x2013;<lpage>547</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cjph.2021.03.018</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ali</surname>, <given-names>M. R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sadat</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Construction of lump and optical solitons solutions for (3&#x2009;&#x002B;&#x2009;1) model for the propagation of nonlinear dispersive waves in inhomogeneous media</article-title>. <source>Optical and Quantum Electronics</source><italic>,</italic> <volume>53</volume>(<issue>6</issue>)<italic>,</italic> 279. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11082-021-02916-w</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ozkose</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yavuz</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Investigation of interactions between COVID-19 and diabetes with hereditary traits using real data: A case study in Turkey</article-title>. <source>Computers in Biology and Medicine</source><italic>,</italic> <volume>141</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>105044</fpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Naik</surname>, <given-names>P. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zu</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ghori</surname>, <given-names>M. B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Naik</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Modeling the effects of the contaminated environments on COVID-19 transmission in India</article-title>. <source>Results in Physics</source><italic>,</italic> <volume>29</volume><italic>,</italic> <fpage>104774</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rinp.2021.104774</pub-id>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>