<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2023.1260651</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Third-degree B-spline collocation method for singularly perturbed time delay parabolic problem with two parameters</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Daba</surname> <given-names>Imiru Takele</given-names></name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1948191/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Melesse</surname> <given-names>Wondwosen Gebeyaw</given-names></name>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/2612763/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Kebede</surname> <given-names>Guta Demisu</given-names></name>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/2392012/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff><institution>Department of Mathematics, Dilla University</institution>, <addr-line>Dilla</addr-line>, <country>Ethiopia</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Justin B. Munyakazi, University of the Western Cape, South Africa</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Youssri Hassan Youssri, Cairo University, Egypt</p>
<p>Ahmed Atta, Ain Shams University, Egypt</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Imiru Takele Daba <email>imirutakele&#x00040;gmail.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>08</day>
<month>01</month>
<year>2024</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>1260651</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>18</day>
<month>07</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>13</day>
<month>12</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2024 Daba, Melesse and Kebede.</copyright-statement>
<copyright-year>2024</copyright-year>
<copyright-holder>Daba, Melesse and Kebede</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>This study deals with a fitted third-degree B-spline collocation method for two parametric singularly perturbed parabolic problems with a time lag. The proposed method comprises the Cranck-Nicolson method for time discretization and the third-degree B-spline method spatial variable discretization. Rigorous numerical experimentations were carried out on some test examples. The obtained numerical results depict that the proposed scheme is more accurate than some methods existing in the literature. Parameter convergence analysis of the scheme is carried out and shows the present scheme is (&#x003B5;&#x02212;&#x003BC;)&#x02212;uniform convergent with the order of convergence ((&#x00394;<italic>t</italic>)<sup>2</sup> &#x0002B; &#x02113;<sup>2</sup>).</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>third degree B-spline collocation method</kwd>
<kwd>Crank-Nicholson method</kwd>
<kwd>time delay</kwd>
<kwd>two-parametric</kwd>
<kwd>parameter uniform numerical method</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="3"/>
<table-count count="5"/>
<equation-count count="66"/>
<ref-count count="19"/>
<page-count count="10"/>
<word-count count="3639"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Numerical Analysis and Scientific Computation</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>We consider the following two-parametric singularly perturbed parabolic problem with the time lag of the form:</p>
<disp-formula id="E1"><label>(1)</label><mml:math id="M1"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M2"><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>T</italic> is fixed time, &#x003B5;, &#x003B3;(0 &#x0003C; &#x003B5;, &#x003B3; &#x0226A; 1) are two small perturbation parameters and &#x003C4; &#x0003E; 0 is delay parameter. For the existence and uniqueness of the solution, the functions <italic>a</italic>(<italic>s, t</italic>), <italic>b</italic>(<italic>s, t</italic>), <italic>c</italic>(<italic>s, t</italic>), <italic>f</italic>(<italic>s, t</italic>) <italic>q</italic><sub>0</sub>(<italic>t</italic>), <italic>q</italic><sub>1</sub>(<italic>t</italic>) and &#x003B8;(<italic>s, t</italic>) are sufficiently smooth and bounded with <italic>a</italic>(<italic>s, t</italic>) &#x02265; &#x003B1; &#x0003E; 0, <italic>b</italic>(<italic>s, t</italic>) &#x02265; &#x003D6; &#x0003E; 0, <italic>b</italic>(<italic>s, t</italic>)&#x0002B;<italic>c</italic>(<italic>s, t</italic>) &#x02265; &#x003B2; &#x0003E; 0. The mathematical models related to two-parameter singularly perturbed problem of type (1) arises in transport phenomena in chemistry, biology, chemical reactor theory [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>], lubrication theory [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], and dc motor theory [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>] and flow through unsaturated porous media [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>].</p>
<p>Due to the dual presence of singular parameters and time delay in the problem finding oscillation-free solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation (1)</xref> using contemporary computational methods are very tough task. To overcome such limitations, some scholars developed parameter uniform numerical methods. For instance, Sumit et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] presented a robust numerical scheme using a hybrid monotone finite difference scheme on uniform mesh in time and a piecewise uniform Shishkin mesh in space for <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation (1)</xref>. Govindarao et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] developed a uniformly convergent computational method using the implicit Euler scheme for temporal discretization on a uniform mesh and the upwind difference scheme for the spatial discretization on the Shishkin type meshes for <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation (1)</xref>. The authors in the study mentioned in the references [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>] constructed a parameter uniform numerical method based on a uniform mesh for <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation (1)</xref>. The schemes in the study mentioned in the references [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] need apriori knowledge about the location and the width of the boundary layer(s) which might be difficult to understand for beginner researchers. Exponentially fitted difference (EFD) schemes have gained popularity as a powerful technique to singularly perturbed problems. For instance, the authors in the study mentioned in the references [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>] suggested different EFD schemes for singularly perturbed two-point boundary-value problems. The aforementioned studies above motivate us, to propose and analyze the fitted third-degree B-spline collocation scheme for <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation (1)</xref>. Analytical aspects of the problem, the description of the proposed scheme, and its corresponding analysis are preserved in the subsequent sections.</p>
<sec>
<title>1.1 Apriori estimates for the solution of the continuous problem</title>
<p>When &#x003C4; &#x0003C; &#x003B5;, the use of Taylor&#x00027;s series expansion for the term containing shift argument is valid [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. On applying Taylor&#x00027;s series expansion on <italic>u</italic>(<italic>s, t</italic> &#x02212; &#x003C4;), we have:</p>
<disp-formula id="E2"><label>(2)</label><mml:math id="M3"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Now taking <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation (2)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation (1)</xref>, we have:</p>
<disp-formula id="E3"><label>(3)</label><mml:math id="M4"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02261;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where, &#x003B7;(<italic>s, t</italic>) &#x0003D; <italic>b</italic>(<italic>s, t</italic>)&#x02212;<italic>c</italic>(<italic>s, t</italic>), <italic>d</italic><sub>&#x003C4;</sub>(<italic>s, t</italic>) &#x0003D; 1 &#x0002B; &#x003C4;<italic>c</italic>(<italic>s, t</italic>).</p>
<p>Lemma 1. (Continuous minimum principle). If <inline-formula><mml:math id="M5"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>u</italic>|<sub>&#x02202;&#x003A9;</sub> &#x02265; 0 and <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Then, <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p><italic>Proof</italic>. Assume that the arbitrary function <italic>u</italic> attains its minimum value at the point <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math id="M9"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">min</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and suppose that <italic>u</italic>(<italic>s</italic><sup>&#x0002A;</sup>, <italic>t</italic><sup>&#x0002A;</sup>) &#x0003C; 0. Clearly, (<italic>s</italic><sup>&#x0002A;</sup>, <italic>t</italic><sup>&#x0002A;</sup>)&#x02209;&#x02202;&#x003A9;. Therefore, <inline-formula><mml:math id="M10"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M12"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Moreover, for (<italic>s</italic><sup>&#x0002A;</sup>, <italic>t</italic><sup>&#x0002A;</sup>) &#x02208; &#x003A9;, we have</p>
<disp-formula id="E4"><label>(4)</label><mml:math id="M13"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>which is illogicality to the supposition that <inline-formula><mml:math id="M15"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. It follows that <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Lemma 2. (Uniform stability estimate) Let <italic>u</italic>(<italic>s, t</italic>) be the solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="E3">Equation (3)</xref>, then we have:</p>
<disp-formula id="E6"><mml:math id="M17"><mml:mrow><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M18"><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is used to denote maximum norm given by <inline-formula><mml:math id="M19"><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:munder><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>Proof</italic>. Let &#x00398;<sup>&#x000B1;</sup> be the barrier functions given as</p>
<disp-formula id="E7"><mml:math id="M20"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Then at the initial and boundary conditions, we have</p>
<disp-formula id="E8"><mml:math id="M21"><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E9"><mml:math id="M22"><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E10"><mml:math id="M23"><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">max</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Applying the differential operator in (3) on &#x00398;<sup>&#x000B1;</sup>(<italic>s, t</italic>), we have</p>
<disp-formula id="E12"><label>(5)</label><mml:math id="M25"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>max</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>max</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>max</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mfrac><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>max</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>max</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>max</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since &#x003B7;(<italic>s, t</italic>) &#x02265; &#x003B2; &#x0003E; 0 we have &#x003B7;(<italic>s, t</italic>)&#x003B2;<sup>&#x02212;1</sup> &#x0003E; 1, and the fact ||<italic>f</italic>|| &#x02265; <italic>f</italic>(<italic>s, t</italic>) implies that <inline-formula><mml:math id="M26"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. Hence, Lemma (1) confirms <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02200;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, which yields the desired result.</p>
<p>The above Lemma (1) and Lemma (2) are guarantees for the existence and uniqueness solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="E3">Equation (3)</xref>, respectively.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Formulation of the numerical method</title>
<sec>
<title>2.1 Temporal semi-discretization</title>
<p>We describe the uniform mesh for the domain &#x003A9;<sub><italic>t</italic></sub> as</p>
<disp-formula id="E13"><mml:math id="M28"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Applying the Crank-Nicholson method on <italic>t</italic>&#x02212;direction of <xref ref-type="disp-formula" rid="E3">Equation (3)</xref> yields</p>
<disp-formula id="E14"><label>(6)</label><mml:math id="M29"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E15"><label>(7)</label><mml:math id="M30"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><inline-formula><mml:math id="M32"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>The local truncation error (LTE) of the temporal semi-discretization of <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation (6)</xref> is defined as <italic>e</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub> &#x0003D; <italic>u</italic>(<italic>s, t</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub>) &#x02212; <italic>U</italic>(<italic>s, t</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub>), where <italic>U</italic>(<italic>s, t</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub>) is the solution of the following BVP</p>
<disp-formula id="E17"><label>(8)</label><mml:math id="M34"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Now, we state the bounds for the errors in the local and global as follows.</p>
<p>Lemma 3. (LTE) If</p>
<disp-formula id="E18"><mml:math id="M35"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle mathsize="2.03em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle mathsize="2.03em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x00304;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>the LTE of <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation (6)</xref> is given by</p>
<disp-formula id="E19"><mml:math id="M36"><mml:mrow><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Proof</italic>. See [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>].</p>
<p>Lemma 4. Underneath Lemma (3), the global error estimate (GEE)at <italic>t</italic><sub><italic>j</italic></sub> is given by</p>
<disp-formula id="E20"><mml:math id="M37"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02225;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02225;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Proof</italic>. From Lemma 3, we have</p>
<disp-formula id="E21"><mml:math id="M38"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">by&#x000A0;&#x000A0;Lemma&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>C</italic>(<italic>C</italic> &#x0003E; 0) is constant independent of &#x003B5;, &#x003BC;, and &#x00394;<italic>t</italic>.</p>
</sec>
<sec>
<title>2.2 Spatial discretization</title>
<p>To approximate <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation (6)</xref>, we employ the third-degree B-spline collocation method. We divide the space domain <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math id="M40"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub> &#x0003D; <italic>i&#x02113;</italic>, where &#x02113; &#x0003D; 1/<italic>N</italic>. The third-degree B-Spline (<italic>B</italic><sub><italic>i</italic></sub>(<italic>s</italic>)) can be defined as [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</p>
<disp-formula id="E22"><label>(9)</label><mml:math id="M41"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;otherwise</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> form a basis over <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Let <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the set of all third-degree B-spline functions over the subintervals <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Let &#x003BB; &#x0003D; {<italic>B</italic><sub>&#x02212;1</sub>, <italic>B</italic><sub>0</sub>, <italic>B</italic><sub>1</sub>, &#x022EF;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;, <italic>B</italic><sub><italic>N</italic>&#x0002B;1</sub>} and <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the set of all linear components of <inline-formula><mml:math id="M47"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The function <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> are linearly independent, thus <inline-formula><mml:math id="M49"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is dimensional space of <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>].</p>
<p>In the third-degree B-spline collocation method, we approximate the exact solution <italic>U</italic>(<italic>s, t</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub>) by <italic>S</italic>(<italic>s</italic>) in the form:</p>
<disp-formula id="E23"><label>(10)</label><mml:math id="M51"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02248;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003B1;<sub><italic>i</italic></sub>(<italic>t</italic>)&#x00027;s are time-dependent parameters to be determined from the collocation method together with using the boundary and initial conditions. The values of <italic>B</italic><sub><italic>i</italic></sub>(<italic>s</italic>) and its derivatives are presented in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1</label>
<caption><p>Coefficients of third-degree B-splines and their derivatives at knots.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold><italic>s</italic></bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold><italic>s</italic><sub><italic>i</italic>&#x02212;2</sub></bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold><italic>s</italic><sub><italic>i</italic>&#x02212;1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold><italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub></bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold><italic>s</italic><sub><italic>i</italic>&#x0002B;1</sub></bold></th>
<th valign="top" align="left"><bold><italic>s</italic><sub><italic>i</italic>&#x0002B;2</sub></bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>B</italic><sub><italic>i</italic></sub>(<italic>s</italic>)</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">1</td>
<td valign="top" align="left">4</td>
<td valign="top" align="left">1</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M52"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">&#x02212;3/&#x02113;</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">3/&#x02113;</td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><inline-formula><mml:math id="M53"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></td>
<td valign="top" align="left">0</td>
<td valign="top" align="left">6/&#x02113;<sup>2</sup></td>
<td valign="top" align="left">&#x02212;12/&#x02113;<sup>2</sup></td>
<td valign="top" align="left">6/&#x02113;<sup>2</sup></td>
<td valign="top" align="left">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="E23">Equation (10)</xref> and <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, we have</p>
<disp-formula id="E24"><label>(11)</label><mml:math id="M54"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>At <italic>s</italic> &#x0003D; <italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub> undertaking the notation <italic>U</italic>(<italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>t</italic><sub><italic>j</italic>&#x0002B;1</sub>) &#x0003D; &#x000DB;(<italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub>) <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation (6)</xref> and introducing a fitting factor &#x003C3;(<italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub>) in the resulting equation to handle the influence of perturbation parameter on solution profile, we have</p>
<disp-formula id="E25"><label>(12)</label><mml:math id="M55"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In the corresponding time level, plugging <xref ref-type="disp-formula" rid="E24">Equation (11)</xref> at the knots into <xref ref-type="disp-formula" rid="E25">Equation (12)</xref> and simplifying, we obtain</p>
<disp-formula id="E26"><label>(13)</label><mml:math id="M56"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><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:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E28"><mml:math id="M58"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E29"><mml:math id="M59"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The fitting factor &#x003C3;<sub><italic>i</italic></sub> is given as [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]</p>
<disp-formula id="E30"><label>(14)</label><mml:math id="M60"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="qopname">coth</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003C1; &#x0003D; &#x02113;/&#x003B5;.</p>
<p>At each (<italic>j</italic> &#x0002B; 1)th time level, this gives (<italic>N</italic> &#x0002B; 1) equations with (<italic>N</italic> &#x0002B; 3) unknowns <inline-formula><mml:math id="M61"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Using boundary conditions in <xref ref-type="disp-formula" rid="E24">Equation (11)</xref> and the first and last equation, of <xref ref-type="disp-formula" rid="E26">Equation (13)</xref>, we get</p>
<disp-formula id="E31"><label>(15)</label><mml:math id="M62"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Y</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E32"><mml:math id="M63"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E33"><mml:math id="M64"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>D</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E34"><mml:math id="M65"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E35"><mml:math id="M66"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and</mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>which is a diagonally dominant and non-singular matrix. Consequently, we get a exclusively solvable system of equations. So, we can solve the system in the study mentioned in the reference [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>] for &#x003B1;&#x02032;<italic>s</italic>, substituting these values into <xref ref-type="disp-formula" rid="E23">Equation (10)</xref>, and we obtain the required approximate solution.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Convergence analysis</title>
<p>Lemma 5. [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>] The B-Splines <italic>B</italic><sub>&#x02212;1</sub>, <italic>B</italic><sub>0</sub>, <italic>B</italic><sub>1</sub>, ..., <italic>B</italic><sub><italic>N</italic>&#x0002B;1</sub>, satisfy the inequality</p>
<disp-formula id="E36"><mml:math id="M67"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>Proof</italic>. See [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]</p>
<p>Lemma 6. Let <italic>S</italic>(<italic>s</italic>) be the collocation approximation from the space of third-degree splines <inline-formula><mml:math id="M68"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to the solution &#x000DB;(<italic>s</italic>) of <xref ref-type="disp-formula" rid="E31">Equation (15)</xref> at the (<italic>j</italic> &#x0002B; 1)<italic>th</italic> time step. If <italic>g</italic> &#x02208; <italic>C</italic><sup>2</sup>[0, 1], the parameter uniform error estimate is given by:</p>
<disp-formula id="E37"><mml:math id="M69"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>C</italic> is a positive constant independent of &#x003B5;, &#x003BC;, and <italic>N</italic>.</p>
<p><italic>Proof</italic>. Let <italic>R</italic>(<italic>s</italic>) be the unique spline interpolate from <inline-formula><mml:math id="M70"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to the solution &#x000DB;(<italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub>) of the <xref ref-type="disp-formula" rid="E25">Equation (12)</xref> given by</p>
<disp-formula id="E38"><label>(16)</label><mml:math id="M78"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>If <inline-formula><mml:math id="M79"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M80"><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and adopting the Hall error estimates [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>] for this case, we get</p>
<disp-formula id="E39"><mml:math id="M81"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where the <italic>c</italic><sub>0</sub>, <italic>c</italic><sub>1</sub>, and <italic>c</italic><sub>2</sub> are the constants independent of &#x02113; and <italic>N</italic>. Therefore, from the estimates of the above equations and the collocating conditions <inline-formula><mml:math id="M82"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, it follows</p>
<disp-formula id="E40"><mml:math id="M83"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x02112;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since &#x003B5; &#x0226A; 1 and as &#x02113; &#x02192; 0, we obtain the following estimate</p>
<disp-formula id="E41"><label>(17)</label><mml:math id="M84"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From the power series expansion of hyperbolic cotangent function, we have <inline-formula><mml:math id="M85"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo class="qopname">coth</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02248;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>45</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and then |<italic>s</italic>coth<italic>s</italic> &#x02212; 1| &#x02264; <italic>Cs</italic><sup>2</sup>. This and <xref ref-type="disp-formula" rid="E30">Equation (14)</xref> indicate</p>
<disp-formula id="E42"><label>(18)</label><mml:math id="M86"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="E43">Equation (19)</xref> in <xref ref-type="disp-formula" rid="E42">Equation (18)</xref>, we get</p>
<disp-formula id="E43"><label>(19)</label><mml:math id="M87"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using relationship in <xref ref-type="disp-formula" rid="E31">Equation (15)</xref>, <inline-formula><mml:math id="M88"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> yields,</p>
<disp-formula id="E44"><label>(20)</label><mml:math id="M89"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M90"><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>,</p>
<disp-formula id="E45"><mml:math id="M91"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E46"><mml:math id="M92"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E47"><mml:math id="M93"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x0011D;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x0011D;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x0011D;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="E44">Equation (20)</xref>, we get</p>
<disp-formula id="E48"><label>(21)</label><mml:math id="M94"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>It is observed that the coefficient matrix <italic>A</italic> is diagonally dominant as they gratify the subsequent relations::</p>
<disp-formula id="E49"><mml:math id="M95"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In addition, from the first and last rows of <italic>Y</italic>, we have</p>
<disp-formula id="E50"><mml:math id="M96"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>36</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>36</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x02113;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The above diagonal dominant property for smaller values of &#x02113; [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>] gives</p>
<disp-formula id="E51"><label>(22)</label><mml:math id="M97"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From (20)-(22), we get</p>
<disp-formula id="E52"><mml:math id="M98"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Now to estimate <inline-formula><mml:math id="M99"><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M100"><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:math></inline-formula>, using the boundary conditions, we get</p>
<disp-formula id="E53"><mml:math id="M101"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E54"><mml:math id="M102"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Therefore</p>
<disp-formula id="E55"><label>(23)</label><mml:math id="M103"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="qopname">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The above inequality allows us to estimate: ||<italic>S</italic>(<italic>s</italic>)&#x02212;<italic>R</italic>(<italic>s</italic>)||<sub>&#x0221E;</sub>, so ||&#x000DB;(<italic>s</italic>)&#x02212;<italic>S</italic>(<italic>s</italic>)||<sub>&#x0221E;</sub>. In specific,</p>
<disp-formula id="E56"><label>(24)</label><mml:math id="M104"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="E56">Equation (24)</xref> and Lemma 5 in <xref ref-type="disp-formula" rid="E58">(25)</xref>, we get</p>
<disp-formula id="E57"><mml:math id="M105"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="qopname">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>This gives</p>
<disp-formula id="E58"><label>(25)</label><mml:math id="M106"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using the triangle inequality rule, we obtain</p>
<disp-formula id="E59"><label>(26)</label><mml:math id="M107"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using first term of <xref ref-type="disp-formula" rid="E41">Equation (17)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="E59">Equation (26)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="E64">Equation (27)</xref>, we have</p>
<disp-formula id="E60"><mml:math id="M108"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x000DB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Theorem 1. Let <italic>u</italic>(<italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>t</italic><sub><italic>j</italic></sub>) and <italic>S</italic>(<italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>t</italic><sub><italic>j</italic></sub>) be the solution of the problem (3) and the collocation approximation from the space &#x003BE;<sub>3</sub>(&#x003A9;<sub><italic>s</italic></sub>) to the solution <italic>u</italic>(<italic>s</italic><sub><italic>i</italic></sub>, <italic>t</italic><sub><italic>j</italic></sub>), respectively. If <inline-formula><mml:math id="M109"><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>,</p>
<disp-formula id="E61"><mml:math id="M110"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02016;</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02113;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Test examples, numerical computations, and discussions</title>
<p>Some numerical experiments have been presented using the following examples.</p>
<p>Example 1. Consider the following problem of the form (1) [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]</p>
<disp-formula id="E62"><mml:math id="M111"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>16</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Example 2. Consider the following problem of the form (1) [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]</p>
<disp-formula id="E63"><mml:math id="M112"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x02202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since the exact solution for Examples (1) and (2) is not exist, we use the double mesh principle to compute the maximum absolute errors, for each &#x003B5; and &#x003BC;, using the following formula [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]:</p>
<disp-formula id="E64"><label>(27)</label><mml:math id="M113"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle mathsize="1.19em"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M114"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the numerical solution with (<italic>N, M</italic>) mesh points, and <inline-formula><mml:math id="M115"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the numerical solution at the finer mesh with (2<italic>N</italic>, 2<italic>M</italic>) mesh points. The (&#x003B5;, &#x003B3;)-uniform absolute errors are calculated using the following formula:</p>
<disp-formula id="E65"><label>(28)</label><mml:math id="M116"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The numerical rate of convergence and the (&#x003B5;, &#x003B3;)-uniform rate of convergence are computed by using the following formulas, respectively.</p>
<disp-formula id="E66"><label>(29)</label><mml:math id="M117"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="qopname">log</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle mathsize="2.03em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle mathsize="2.03em"><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">&#x000A0;&#x000A0;and&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The computed results by the proposed scheme and comparison with previous schemes for the considered problems are presented in <xref ref-type="table" rid="T2">Tables 2</xref>&#x02013;<xref ref-type="table" rid="T5">5</xref>. From these tables, we observed that the presented method provides more accurate results than results in the study mentioned in the references [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. 3-D view numerical simulation for Examples (1) and (2) is presented in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figures 1</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>, respectively. These figures show that as (&#x003B5;, &#x003B3;) goes very small, twin boundary layers formed at <italic>s</italic> &#x0003D; 0 and <italic>s</italic> &#x0003D; 1. We have plotted a log-log plot of the <inline-formula><mml:math id="M118"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> verses <italic>N</italic> in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3A</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F3">B</xref> for (1)-(2), respectively. This figure shows that the scheme is stable and (&#x003B5;, &#x003B3;)&#x02212;uniformly convergent.</p>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 2</label>
<caption><p>Comparison of <inline-formula><mml:math id="M71"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M72"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> for fixed &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;4</sup> and varying &#x003B5; for Example (1) with the study mentioned in the reference [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] using Shishkin (S-) mesh and Bakhvalov-Shishkin (BS-) mesh.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold><italic>&#x003B5;&#x02193;</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>M</italic> &#x0003D; <italic>N</italic> &#x0003D; 32</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>64</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>128</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>256</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>512</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>1024</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="7"><bold>Proposed Scheme</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">9.1896e-005</td>
<td valign="top" align="center">4.0758e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.1623e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.5647e-006</td>
<td valign="top" align="center">6.3395e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.5761e-007</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.1729</td>
<td valign="top" align="center">1.8101e</td>
<td valign="top" align="center">2.1801</td>
<td valign="top" align="center">2.0163</td>
<td valign="top" align="center">2.0080</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4930e-05</td>
<td valign="top" align="center">1.1228e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.8067e-006</td>
<td valign="top" align="center">1.0981e-006</td>
<td valign="top" align="center">5.5981e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.8088e-007</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">2.0006</td>
<td valign="top" align="center">2.0002</td>
<td valign="top" align="center">1.3539</td>
<td valign="top" align="center">9.7200e-01</td>
<td valign="top" align="center">1.6299</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;8</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4931e-05</td>
<td valign="top" align="center">1.1228e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.8068e-006</td>
<td valign="top" align="center">7.0168e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.7542e-007</td>
<td valign="top" align="center">4.3855e-008</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">2.0006</td>
<td valign="top" align="center">2.0001</td>
<td valign="top" align="center">2.0000</td>
<td valign="top" align="center">2.0000</td>
<td valign="top" align="center">2.0000</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;10</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4931e-05</td>
<td valign="top" align="center">1.1228e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.8068e-006</td>
<td valign="top" align="center">7.0168e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.7542e-007</td>
<td valign="top" align="center">4.3855e-008</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">2.0006</td>
<td valign="top" align="center">2.0001</td>
<td valign="top" align="center">2.0000</td>
<td valign="top" align="center">2.0000</td>
<td valign="top" align="center">2.0000</td>
<td/>
</tr> <tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="7"><bold>Results using S-mesh</bold> <bold>[</bold><xref ref-type="bibr" rid="B6"><bold>6</bold></xref><bold>]</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">2.8183e-003</td>
<td valign="top" align="center">1.4253e-003</td>
<td valign="top" align="center">7.1638e-004</td>
<td valign="top" align="center">3.5904e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.7973e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9835</td>
<td valign="top" align="center">0.9925</td>
<td valign="top" align="center">0.9965</td>
<td valign="top" align="center">0.9983</td>
<td valign="top" align="center">0.9992</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">2.8274e-003</td>
<td valign="top" align="center">1.4272e-003</td>
<td valign="top" align="center">7.1717e-004</td>
<td valign="top" align="center">3.5952e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.7999e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9863</td>
<td valign="top" align="center">0.9927</td>
<td valign="top" align="center">0.9962</td>
<td valign="top" align="center">0.9981</td>
<td valign="top" align="center">0.9991</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;8</sup></td>
<td valign="top" align="center">2.8287e-003</td>
<td valign="top" align="center">1.4280e-003</td>
<td valign="top" align="center">7.1748e-004</td>
<td valign="top" align="center">3.5961e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.8002e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9860</td>
<td valign="top" align="center">0.9930</td>
<td valign="top" align="center">0.9965</td>
<td valign="top" align="center">0.9982</td>
<td valign="top" align="center">0.9991</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;10</sup></td>
<td valign="top" align="center">2.8286e-003</td>
<td valign="top" align="center">1.4280e-003</td>
<td valign="top" align="center">7.1747e-004</td>
<td valign="top" align="center">3.5960e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.8002e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9861</td>
<td valign="top" align="center">0.9930</td>
<td valign="top" align="center">0.9965</td>
<td valign="top" align="center">0.9982</td>
<td valign="top" align="center">0.9991</td>
<td/>
</tr> <tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="7"><bold>Results using BS-mesh</bold> <bold>[</bold><xref ref-type="bibr" rid="B6"><bold>6</bold></xref><bold>]</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">1.9776e-003</td>
<td valign="top" align="center">9.9679e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.0025e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.5059e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.2544e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9892</td>
<td valign="top" align="center">0.9946</td>
<td valign="top" align="center">0.9973</td>
<td valign="top" align="center">0.9986</td>
<td valign="top" align="center">0.9993</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">1.9789e-003</td>
<td valign="top" align="center">9.9691e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.0033e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.5064e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.2544e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9891</td>
<td valign="top" align="center">0.9945</td>
<td valign="top" align="center">0.9973</td>
<td valign="top" align="center">0.9986</td>
<td valign="top" align="center">0.9993</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;8</sup></td>
<td valign="top" align="center">1.9789e-003</td>
<td valign="top" align="center">9.9691e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.0033e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.5064e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.2544e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9891</td>
<td valign="top" align="center">0.9945</td>
<td valign="top" align="center">0.9973</td>
<td valign="top" align="center">0.9981</td>
<td valign="top" align="center">0.9993</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;10</sup></td>
<td valign="top" align="center">1.9789e-003</td>
<td valign="top" align="center">9.9691e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.0033e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.5064e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.2544e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">0.9891</td>
<td valign="top" align="center">0.9945</td>
<td valign="top" align="center">0.9973</td>
<td valign="top" align="center">0.9986</td>
<td valign="top" align="center">0.9993</td>
<td/>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 3</label>
<caption><p>Comparison of <inline-formula><mml:math id="M73"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup>, and &#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup> for &#x003F5; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;4</sup> and varying &#x003B3; for Example (1) with the study mentioned in the reference [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] using S- mesh and BS- mesh.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold><italic>&#x003B3;&#x02193;</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>N</italic> &#x0003D; 32</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>64</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>128</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>256</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>512</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>1024</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td/>
<td valign="top" align="center"><italic>M</italic> &#x0003D; 32</td>
<td valign="top" align="center">64</td>
<td valign="top" align="center">128</td>
<td valign="top" align="center">256</td>
<td valign="top" align="center">512</td>
<td valign="top" align="center">1024</td>
</tr> <tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="7"><bold>Proposed Scheme</bold> <bold>[</bold><xref ref-type="bibr" rid="B6"><bold>6</bold></xref><bold>]</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">9.1896e-005</td>
<td valign="top" align="center">4.0758e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.1623e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.5647e-006</td>
<td valign="top" align="center">6.3395e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.5761e-007</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4389e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.1075e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.7674e-006</td>
<td valign="top" align="center">1.1918e-006</td>
<td valign="top" align="center">6.0607e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.9911e-007</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;8</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4103e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.0828e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.6141e-006</td>
<td valign="top" align="center">7.2964e-007</td>
<td valign="top" align="center">3.6784e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.8261e-007</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;10</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4103e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.0828e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.6141e-006</td>
<td valign="top" align="center">7.2964e-007</td>
<td valign="top" align="center">3.6786e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.8430e-007</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;12</sup></td>
<td valign="top" align="center">4.4103e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.0828e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.6141e-006</td>
<td valign="top" align="center">7.2964e-007</td>
<td valign="top" align="center">3.6786e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.8430e-007</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">9.1896e-005</td>
<td valign="top" align="center">4.0758e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.1623e-005</td>
<td valign="top" align="center">2.5647e-006</td>
<td valign="top" align="center">6.3395e-007</td>
<td valign="top" align="center">1.9911e-007</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">1.1729</td>
<td valign="top" align="center">1.8101</td>
<td valign="top" align="center">2.1801</td>
<td valign="top" align="center">2.0163</td>
<td valign="top" align="center">1.6708</td>
<td/>
</tr> <tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="7"><bold>Results using S-mesh</bold> <bold>[</bold><xref ref-type="bibr" rid="B6"><bold>6</bold></xref><bold>]</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">2.8183e-003</td>
<td valign="top" align="center">1.4253e-003</td>
<td valign="top" align="center">7.1638e-004</td>
<td valign="top" align="center">3.5904e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.7973e-004</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">0.9835</td>
<td valign="top" align="center">0.9925</td>
<td valign="top" align="center">0.9965</td>
<td valign="top" align="center">0.9983</td>
<td valign="top" align="center">0.9992</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr> <tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="7"><bold>Results using BS-mesh</bold> <bold>[</bold><xref ref-type="bibr" rid="B6"><bold>6</bold></xref><bold>]</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">1.9653e-003</td>
<td valign="top" align="center">9.9001e-004</td>
<td valign="top" align="center">4.9686e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.4891e-004</td>
<td valign="top" align="center">1.2531e-4</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">0.9892</td>
<td valign="top" align="center">0.9946</td>
<td valign="top" align="center">0.9973</td>
<td valign="top" align="center">0.9986</td>
<td valign="top" align="center">0.9901</td>
<td valign="top" align="center">-</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T4">
<label>Table 4</label>
<caption><p>Comparison of <inline-formula><mml:math id="M74"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M75"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> for &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;3</sup> and varying &#x003B5; for Example (2) with the results mentioned in the reference [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>].</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold><italic>&#x003B5;&#x02193;</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>N</italic> &#x0003D; 32</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>64</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>128</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>256</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>512</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td/>
<td valign="top" align="center"><italic>M</italic> &#x0003D; 8</td>
<td valign="top" align="center">32</td>
<td valign="top" align="center">128</td>
<td valign="top" align="center">512</td>
<td valign="top" align="center">2048</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;0</sup></td>
<td valign="top" align="center">8.8039e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.0501e-005</td>
<td valign="top" align="center">8.1957e-006</td>
<td valign="top" align="center">2.0851e-006</td>
<td valign="top" align="center">4.5917e-007</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5293</td>
<td valign="top" align="center">1.8959</td>
<td valign="top" align="center">1.9748</td>
<td valign="top" align="center">2.183</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;2</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.1690e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1201e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.6926e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.4481e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.6251e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5409</td>
<td valign="top" align="center">1.8970</td>
<td valign="top" align="center">1.9749</td>
<td valign="top" align="center">1.9981</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3732e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1895e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.8789e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.4955e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.6850e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5414</td>
<td valign="top" align="center">1.8970</td>
<td valign="top" align="center">1.9749</td>
<td valign="top" align="center">2.0209</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3813e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1945e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.9048e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.5001e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.6970e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5400</td>
<td valign="top" align="center">1.8939</td>
<td valign="top" align="center">1.9768</td>
<td valign="top" align="center">2.0206</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;8</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3813e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1945e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.9049e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.5002e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.6970e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5400</td>
<td valign="top" align="center">1.8939</td>
<td valign="top" align="center">1.9768</td>
<td valign="top" align="center">2.0207</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;10</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3813e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1945e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.9049e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.5002e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.6970e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5400</td>
<td valign="top" align="center">1.8939</td>
<td valign="top" align="center">1.9768</td>
<td valign="top" align="center">2.0207</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3813e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1945e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.9049e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.5002e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.6970e-006</td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">1.5400</td>
<td valign="top" align="center">1.8939</td>
<td valign="top" align="center">1.9768</td>
<td valign="top" align="center">2.0207</td>
<td/>
</tr> <tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="6"><bold>Results</bold> <bold>[</bold><xref ref-type="bibr" rid="B5"><bold>5</bold></xref><bold>]</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">1.1161e-002</td>
<td valign="top" align="center">2.4750e-003</td>
<td valign="top" align="center">8.9349e-004</td>
<td valign="top" align="center">3.3001e-004</td>
<td valign="top" align="center">9.5237e-005</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">2.1729</td>
<td valign="top" align="center">1.4699</td>
<td valign="top" align="center">1.4369</td>
<td valign="top" align="center">1.7929</td>
<td/>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap position="float" id="T5">
<label>Table 5</label>
<caption><p>Comparison of <inline-formula><mml:math id="M76"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup>, <inline-formula><mml:math id="M77"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and &#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup>, for &#x003F5; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;4</sup> and varying &#x003B3; for Example (2).</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr style="background-color:#919498;color:#ffffff">
<th valign="top" align="left"><bold><italic>&#x003B3;&#x02193;</italic></bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>N</italic> &#x0003D; 32</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>64</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>128</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>256</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>512</bold></th>
</tr>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center"><bold><italic>M</italic> &#x0003D; 8</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>32</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>128</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>512</bold></th>
<th valign="top" align="center"><bold>2048</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left" colspan="6"><bold>Proposed Scheme</bold></td>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;4</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3734e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1896e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.8792e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.4955e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.7550e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5414</td>
<td valign="top" align="center">1.8970</td>
<td valign="top" align="center">1.9750</td>
<td valign="top" align="center">1.9937</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;6</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3735e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1897e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.8793e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.4955e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.7550e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5414</td>
<td valign="top" align="center">1.8970</td>
<td valign="top" align="center">1.9750</td>
<td valign="top" align="center">1.9937</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;8</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3735e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1897e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.8793e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.4955e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.7550e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5414</td>
<td valign="top" align="center">1.8970</td>
<td valign="top" align="center">1.9750</td>
<td valign="top" align="center">1.9937</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left">10<sup>&#x02212;10</sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3735e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1897e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.8793e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.4955e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.7550e-006</td>
</tr> <tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">1.5414</td>
<td valign="top" align="center">1.8970</td>
<td valign="top" align="center">1.9750</td>
<td valign="top" align="center">1.9937</td>
<td/>
</tr> <tr>
<td valign="top" align="left"><italic>E</italic><sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">6.3735e-004</td>
<td valign="top" align="center">2.1897e-004</td>
<td valign="top" align="center">5.8793e-005</td>
<td valign="top" align="center">1.4955e-005</td>
<td valign="top" align="center">3.7550e-006</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x003C1;<sup><italic>N,M</italic></sup></td>
<td valign="top" align="center">1.5414</td>
<td valign="top" align="center">1.8970</td>
<td valign="top" align="center">1.9750</td>
<td valign="top" align="center">1.9937</td>
<td/>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>3-D view numerical solution profile for Example 1 at <italic>N</italic> &#x0003D; 512 &#x0003D; <italic>M</italic>. <bold>(A)</bold> &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;6</sup>, &#x003B5; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;1</sup>. <bold>(B)</bold> &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;1</sup>, &#x003B5; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;6</sup>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-09-1260651-g0001.tif"/>
</fig>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>3-D view numerical solution profile for Example 2 at <italic>N</italic> &#x0003D; 512 &#x0003D; <italic>M</italic>. <bold>(A)</bold> &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;6</sup>, &#x003B5; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;1</sup>. <bold>(B)</bold> &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;1</sup>, &#x003B5; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;6</sup>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-09-1260651-g0002.tif"/>
</fig>
<fig id="F3" position="float">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>Loglog plot of the maximum point-wise errors for Examples 1 and 2 at different values of &#x003B5;. <bold>(A)</bold> Example 1 with &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;4</sup>. <bold>(B)</bold> Example 2 with &#x003B3; &#x0003D; 10<sup>&#x02212;3</sup>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-09-1260651-g0003.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>In this study, second order numerical method for the two-parametric singularly perturbed time delay parabolic problem on a uniform mesh is presented. The problem is discretized by the Crank-Nicolson method in time and the third-degree B-spline method in space variable. The presented scheme is proven to be an (&#x003B5;, &#x003B3;)&#x02212;uniformly convergent accuracy of order <italic>O</italic>((&#x00394;<italic>t</italic>)<sup>2</sup> &#x0002B; &#x02113;<sup>2</sup>). To validate the theoretical findings, some test examples are considered. The computed results are in agreement with the theoretical investigations. Furthermore, the numerical results show that the presented scheme gives better results than available schemes in the literature.</p>
</sec>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusions of this article will be made available by the authors, without undue reservation.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>ITD: Conceptualization, Data curation, Formal analysis, Investigation, Methodology, Project administration, Resources, Software, Supervision, Validation, Visualization, Writing - original draft, Writing - review and editing. WGM: Conceptualization, Investigation, Methodology, Validation, Writing - review and editing. GDK: Investigation, Methodology, Validation, Writing - review and editing.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="funding-information" id="s8">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that no financial support was received for the research, authorship, and/or publication of this article.</p>
</sec>
<ack><p>The authors would like to thank the editor and referees for careful reading and giving prolific comments.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s9">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chen</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>O&#x00027;Malley RE</surname> <given-names>Jr</given-names></name></person-group>. <article-title>On the asymptotic solution of a two-parameter boundary value problem of chemical reactor theory</article-title>. <source>SIAM J Appl Math</source>. (<year>1974</year>) <volume>26</volume>:<fpage>717</fpage>&#x02013;<lpage>29</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/0126064</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>DiPrima</surname> <given-names>RC</given-names></name></person-group>. <article-title>Asymptotic methods for an infinitely long slider squeeze-film bearing</article-title>. <source>J Lubricat Technol</source>. (<year>1968</year>) <volume>90</volume>:<fpage>173</fpage>&#x02013;<lpage>83</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.3601534</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Vasil&#x00027;eva</surname> <given-names>AB</given-names></name></person-group>. <article-title>Asymptotic methods in the theory of ordinary differential equations containing small parameters in front of the highest derivatives</article-title>. <source>USSR Comput Math Phys</source>. (<year>1963</year>) <volume>3</volume>:<fpage>823</fpage>&#x02013;<lpage>63</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0041-5553(63)90381-1</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bhathawala</surname> <given-names>PH</given-names></name> <name><surname>Verma</surname> <given-names>AP</given-names></name></person-group>. <article-title>A two-parameter singular perturbation solution of one dimension flow through unsaturated porous media</article-title>. <source>Proc Indian Natl Sci Acad</source>. (<year>1975</year>) <volume>43</volume>:<fpage>380</fpage>&#x02013;<lpage>4</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Saini</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Kumar</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Kuldeep</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Kumar</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>A robust numerical method for a two-parameter singularly perturbed time delay parabolic problem</article-title>. <source>Comput Appl Math</source>. (<year>2020</year>) <fpage>39</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40314-020-01236-1</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Govindarao</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Sahu</surname> <given-names>SR</given-names></name> <name><surname>Mohapatra</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Uniformly convergent numerical method for singularly perturbed time delay parabolic problem with two small parameters</article-title>. <source>Iran J Sci Technol Trans A Sci</source>. (<year>2019</year>) <volume>43</volume>:<fpage>2373</fpage>&#x02013;<lpage>83</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40995-019-00697-2</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Negero</surname> <given-names>NT</given-names></name></person-group>. <article-title>A uniformly convergent numerical scheme for two parameters singularly perturbed parabolic convection-diffusion problems with a large temporal lag</article-title>. <source>Results Appl Math</source>. (<year>2022</year>) <volume>16</volume>:<fpage>100338</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rinam.2022.100338</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Negero</surname> <given-names>NT</given-names></name></person-group>. <article-title>A parameter-uniform efficient numerical scheme for singularly perturbed time-delay parabolic problems with two small parameters</article-title>. <source>Partial Diff Equat Appl Math</source>. (<year>2023</year>) <volume>7</volume>:<fpage>100518</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.padiff.2023.100518</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Vigo-Aguiara</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Natesan</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>An efficient numerical method for singular perturbation problems</article-title>. <source>J Comput Appl Math</source>. (<year>2006</year>) <volume>192</volume>:<fpage>132</fpage>&#x02013;<lpage>41</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2005.04.042</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Natesan</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Vico-Acuiar</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Ramanujam</surname> <given-names>N</given-names></name></person-group>. <article-title>A numerical algorithm for singular perturbation problems exhibiting weak boundary layers</article-title>. <source>Comput Math Appl</source>. (<year>2003</year>) <volume>45</volume>:<fpage>469</fpage>&#x02013;<lpage>79</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0898-1221(03)80031-7</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Vico-Acuiar</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Natesan</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>A parallel boundary value technique for singularly perturbed two-point boundary value problems</article-title>. <source>J Supercomput</source>. (<year>2004</year>) <volume>27</volume>:<fpage>195</fpage>&#x02013;<lpage>206</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1023/B:SUPE.0000009322.23950.53</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Tian</surname> <given-names>H</given-names></name></person-group>. <article-title>The exponential asymptotic stability of singularly perturbed delay differential equations with a bounded lag</article-title>. <source>J Math Anal Appl</source>. (<year>2002</year>) <volume>270</volume>:<fpage>143</fpage>&#x02013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0022-247X(02)00056-2</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Prenter</surname> <given-names>P</given-names></name></person-group>. <source>Spline and Variational Methods</source>. <publisher-loc>New York, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley</publisher-name> (<year>1975</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Schoenberg</surname> <given-names>I</given-names></name></person-group>. <article-title>On spline functions</article-title>. <source>J Appl Comput Mech</source>. (<year>1966</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Daba</surname> <given-names>IT</given-names></name> <name><surname>Duressa</surname> <given-names>GF</given-names></name></person-group>. <article-title>Collocation method using artificial viscosity for time dependent singularly perturbed differential&#x02013;difference equations</article-title>. <source>Math Comput Simulat</source>. (<year>2022</year>) <volume>192</volume>:<fpage>201</fpage>&#x02013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.matcom.2021.09.005</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>O&#x00027;Malley</surname> <given-names>RE</given-names></name></person-group>. <source>Singular Perturbation Methods for Ordinary Differential Equations</source>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>1991</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4612-0977-5</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hall</surname> <given-names>C</given-names></name></person-group>. <article-title>On error bounds for spline interpolation</article-title>. <source>J Approx Theory</source>. (<year>1968</year>) <volume>1</volume>:<fpage>209</fpage>&#x02013;<lpage>18</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0021-9045(68)90025-7</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Varah</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <article-title>A lower bound for the smallest singular value of a matrix</article-title>. <source>Linear Algebra Appl</source>. (<year>1975</year>) <volume>11</volume>:<fpage>3</fpage>&#x02013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0024-3795(75)90112-3</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kadalbajoo</surname> <given-names>MK</given-names></name> <name><surname>Yadaw</surname> <given-names>AS</given-names></name></person-group>. <article-title>Parameter-uniform finite element method for two-parameter singularly perturbed parabolic reaction-diffusion problems</article-title>. <source>Int J Comput Methods</source>. (<year>2012</year>) <volume>9</volume>:<fpage>1250047</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0219876212500478</pub-id></citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>