<?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.2024.1499179</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>Solution analysis for non-linear fractional differential equations</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Kebede</surname> <given-names>Shiferaw Geremew</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/2819654/overview"/>
<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/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Guezane Lakoud</surname> <given-names>Assia</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
<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/writing-review-editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Yesuf</surname> <given-names>Haider Ebrahim</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/2891468/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>Mathematics Department, College of Natural Science, Arba Minch University</institution>, <addr-line>Arba Minch</addr-line>, <country>Ethiopia</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>Mathematics Department, Faculty of Sciences, Badji Mokhtar Annaba University</institution>, <addr-line>Annaba</addr-line>, <country>Algeria</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Firdous A. Shah, University of Kashmir, India</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Sumati Kumari Panda, GMR Institute of Technology, India</p>
<p>Lakshmi Narayan Mishra, VIT University, India</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Shiferaw Geremew Kebede <email>geremewshiferaw14&#x00040;yahoo.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>20</day>
<month>11</month>
<year>2024</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2024</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>1499179</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>20</day>
<month>09</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>28</day>
<month>10</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2024 Kebede, Guezane Lakoud and Yesuf.</copyright-statement>
<copyright-year>2024</copyright-year>
<copyright-holder>Kebede, Guezane Lakoud and Yesuf</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>In this research study, two new types of fractional derivatives, the Caputo-Fabrizio derivative that does not involve a singular kernel (like the Riemann&#x02013;Liouville derivative), which helps in eliminating some drawbacks, such as non-locality, and the Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo (<inline-formula><mml:math id="M1"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) derivative that uses a non-singular and non-local kernel, offering different characteristics from other fractional derivatives and often leading to more accurate models in certain physical systems, are used. The primary goal of the research is to analyze a non-linear fractional differential equation involving the fractional derivatives of Caputo&#x02013;Fabrizio and <inline-formula><mml:math id="M2"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> admit at least one solution. Fixed point theory is a fundamental tool in mathematical analysis used to prove the existence of solutions to various equations. Hence, in this study, to achieve the desired results, we employ a novel fixed point theory known as the <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction type. The study also includes required conditions and inequalities that need to be satisfied to ensure that a solution exists. One of these conditions is based on the Lipschitz hypothesis. Therefore, we provide the required conditions and inequalities, based on the Lipschitz hypothesis, to show that solutions to our problem exist. Furthermore, we provide two illustrative examples to support our primary findings.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd><italic>F</italic>-contraction type</kwd>
<kwd>existence of solution</kwd>
<kwd>Caputo-Fabrizio derivative</kwd>
<kwd>Atangana-Baleanu-Caputo derivative</kwd>
<kwd>non-linear fractional derivative</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="2"/>
<table-count count="0"/>
<equation-count count="69"/>
<ref-count count="41"/>
<page-count count="9"/>
<word-count count="5364"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Mathematics of Computation and Data Science</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Since Leibniz and L&#x00027;Hospital&#x00027;s 1695 introduction to the theory of calculus of integrals and derivatives of any arbitrary order, eminent mathematicians have made substantial contributions to the field. Mathematicians like Hadamard, Caputo, Grunwald&#x02013;Letnikov, Riemann&#x02013;Liouville, and others have contributed significantly throughout the years to the definition of fractional integrals and derivatives within the framework of fractional calculus [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. These mathematicians provided valuable information and mathematical formulations that improved our understanding of fractional calculus and its applications. Their contributions paved the way for the development of various techniques and methodologies to tackle problems involving fractional derivatives and integrals, enabling the exploration of fractional calculus in various fields of science, engineering, and mathematics. In recent years, two new types of fractional operators have been introduced: the Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivative and the Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo (<inline-formula><mml:math id="M4"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) fractional derivative. The Caputo&#x02013;Fabrizio derivative [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], proposed in 2015 by Caputo and Fabrizio, doesn&#x00027;t rely on the Gamma function and has a nonsingular kernel. Similarly, the <inline-formula><mml:math id="M5"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fractional derivative [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>], suggested in 2016 and based on the Mittag-Lefler function, also features a nonsingular kernel. The use of ABC and Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivatives in non-linear fractional differential equations offers significant potential for practical applications in fields ranging from physics and engineering to bioengineering and geophysics. The incorporation of <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and Caputo&#x02013;Fabrizio derivatives into non-linear fractional differential equations (FDEs) are used to model complex physical and engineering systems that are not well described by classical integer-order models by providing more flexibility in capturing real-world phenomena. The Atangana-Baleanu derivative is gaining attention in fields where memory, relaxation, and hereditary properties are critical, such as viscoelastic materials, biological tissues, and complex fluids. The Caputo&#x02013;Fabrizio derivative avoids the singularities of the traditional Caputo derivative, which can be useful in many engineering contexts. Therefore, in recent years numerous researchers have been concentrating on modeling real-world situations with different types of fractional derivatives. A novel, thorough investigation of using residual neural networks to approximate Erd&#x000E9;lyi&#x02013;Kober fractional derivatives is presented in the publication [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], which also provides an upper constraint on the parameters for these networks. In the research study [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>], a brand-new iteration scheme called <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> was developed. Its rate of convergence is faster than that of practically all previous iteration schemes, allowing it to find solutions with the fewest steps possible, and this new iteration scheme is applied to solve a specific delay differential equation. In the article [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], the existence and uniqueness of a solution by using the Picard iterative technique for a non-linear functional Volterra integral equation, which belongs to the Urysohn type class of non-linear integral equations, was demonstrated. The research studies [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>] discussed how to solve weakly singular Volterra and Fredholm integral equations and second-kind non-linear Volterra&#x02013;Fredholm&#x02013;Hammerstein integral equations numerically using the modified Lagrange polynomial interpolation technique in conjunction with the biconjugate gradient stabilized method and the discretization technique, and these equations are used to model problems like heat conduction in engineering and the electrostatic potential theory. They have used fixed-point theory to examine and solve these mathematical models. Fixed-point theorems have a crucial component in studying the solutions of non-linear problems involving ordinary, partial, and fractional differential equations. By utilizing the Krasnoselskii fixed-point theorem, scholars have demonstrated the existence of solutions for many different types of equations. For example, they have investigated the existence of solutions for non-linear fractional oscillator equations, sequential fractional integro-differential equations, and Euler&#x02013;Bernoulli Beam equations. The application of fixed point theory, combined with other mathematical techniques like natural transform and Adomian decomposition, has facilitated advancements in understanding and solving complex problems in diverse fields [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>].</p>
<p>Different fixed-point theorems have recently been devised by researchers to analyze non-linear fractional differential equation (FDE) solutions. The existence and uniqueness of solutions for fractional differential equations with the Atangana&#x02013;Baleanu fractional derivative were examined in a paper [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>] using fixed-point techniques. Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo fractional differential equations&#x00027; Hyers&#x02013;Ulam stability was anayzed in the research study [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>], which used the Wright function and the Laplace transform technique. The solution analysis for a specific type of implicit fractional differential equation of a non-local initial value problem were examined in [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>], and in this research study, the Banach contraction principle and Krasnoselskii&#x00027;s fixed-point theorem were applied. In Ref. [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>], fractional differential equations with instantaneous impulses involving the Caputo-Fabrizio fractional derivative were examined and found that the equation admits one solution by using fixed point theorems such as Schauder and Monch along with the measure of non-compactness approach. The estimation of the Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo (<inline-formula><mml:math id="M8"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) fractional derivative at extreme points was investigated in a paper [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. The work showed how to use Peano&#x00027;s existence theorem to investigate non-linear fractional differential equation solutions. Furthermore, in another study [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>], a fractional derivative containing the Caputo&#x02013;Fabrizio alcoholism model was developed. To show that this model admits at least one solution and that the solution is unique, the researchers used the fixed-point theorem. In [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>], the authors utilized the Picard&#x02013;Lindel of technique and fixed point theory to examine the existence of a unique solution for a fractional model related to the human liver. The model involved the Caputo&#x02013;Fabrizio derivative containing an exponential kernel. Similarly, in the study [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>], the researchers applied the Banach fixed point theorem to investigate the existence and uniqueness of the semi-analytical solution for the Pine Wilt Disease (PWD) model involving Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivative. In the paper [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>], a fixed point approach was used to investigate the existence and uniqueness of the solution for a weakly singular non-linear functional Volterra integral equations of Urysohn type involving Riemann&#x02013;Liouville operator. In the paper [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>], the existence, uniqueness, and stability of solutions to the non-linear Volterra&#x02013;Fredholm integral equations involving the Erdlyi&#x02013;Kober fractional integral operator were examined using the Leray-Schauder alternative, Banach&#x00027;s fixed point theorem, and the Hyers&#x02013;Ulam and Hyers&#x02013;Ulam&#x02013;Rassias stability. Various research studies indicate that most of the non-linear problems containing different types of fractional derivatives are analyzed by employing Schauder&#x00027;s theorem and Krasnoselskii&#x00027;s theorem. However, Schauder&#x00027;s theorem is very general but relies heavily on the compactness of the operator, which may not hold in many non-linear FDEs, and Krasnoselskii&#x00027;s theorem is effective when the operator can be decomposed into a compact and a contraction part, but it imposes restrictive conditions. <inline-formula><mml:math id="M9"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction fixed-point theory offers a more flexible and generalized framework that accommodates the specific challenges posed by non-linear fractional differential equations. It does so by relaxing the strict conditions imposed by classical theorems and introducing a broader class of contraction mappings suitable for analyzing the existence and uniqueness of solutions to such equations. Hence, <inline-formula><mml:math id="M10"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction theory is often preferred for its versatility, less restrictive conditions, and wider applicability, especially in the context of non-linear FDEs. Some fixed-point theorems in b-dislocated metric space were established in the article [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>], and the application of the fixed point technique was used to solve non-linear fractional differential equations of the Caputo type as well as to solve a non-linear integral equation. The studies, [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>] presented new classes of cyclic contractions of the Hardy&#x02013;Rogers type and the concept of a cyclic compatible contraction and established the relevant fixed point theorems for these types of contractions in the generating space of a b-dislocated metric and b-quasi-metric family. In the studies, [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>], the concept of <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction was examined from the perspective of d-metric spaces, as well as the topological features of a d-neighborhood system derived from dislocated metric space and the uniqueness of fixed points and coincidence points of such mappings. Additionally, it used different cyclic contractions in weaker forms of generating spaces to prove a few fixed point theorems. In 2020, Afshari and Baleanu conducted a study that focused on the existence of solutions for Atangana&#x02013;Baleanu fractional differential equations in the Caputo sense. They employed several fixed point theorems for contractive mappings, including &#x003B1;&#x02212;&#x003B3;-Geraghty type, &#x003B1;-type <inline-formula><mml:math id="M12"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction, and other contractions in an <inline-formula><mml:math id="M13"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-complete <inline-formula><mml:math id="M14"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-metric space [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]. The stability analysis, existence, and uniqueness of the solution for a system of non-linear fractional differential equations containing Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivatives of order &#x003B1; &#x02208; (0, 1) were investigated in the study [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>]. This study examines these qualities using several mathematical techniques, such as the Ulam&#x02013;Hyers stability theorem, Schauder&#x00027;s fixed point theorem, Krasnoselskii&#x00027;s fixed point theorem, and the Banach contraction principle. The research work [<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>] showed the existence and stability of solutions for a system of non-linear time-delayed fractional differential equations involving <inline-formula><mml:math id="M15"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fractional derivatives, represented by a six-compartment model, by utilizing a coordinate transformation and linearizing the system through a matrix coefficient.</p>
<p>The aforementioned study publications mentioned above as inspiration; this study is highly innovative; the methods used to investigate the solution of the proposed problems are highly innovative studies that take the form of a non-linear fractional differential equation that have never been used before to solve problems involving the two new operators, the Caputo&#x02013;Fabrizio and Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo (<inline-formula><mml:math id="M16"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) fractional derivatives. Therefore, the aim of this study is to investigate the solutions for an initial value problem involving non-linear fractional differential equations (FDE). The equations under investigation are equipped with two types of fractional derivatives: the Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivative of order &#x003BD; &#x02208; (0, 1) and the Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo (<inline-formula><mml:math id="M17"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) fractional derivative of order &#x003BD; &#x02208; (0, 1). Non-linear differential equations are already difficult to solve. When non-linearities are combined with fractional derivatives, the difficulty increases, and the effects of introducing fractional derivatives interact with the non-linear terms, leading to highly complex behaviors that are not easy to find classical solution. Because of these challenges, researchers often turn to tackle the solution analysis for non-linear fractional differential equations with Caputo&#x02013;Fabrizio and Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo derivatives by employing fixed point theory. This research work focuses on examining the existence of solutions for non-linear equations described in <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equations 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">2</xref>, respectively, by using a novel fixed point theory known as the <inline-formula><mml:math id="M18"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction type. This method has proven to be effective in analyzing solutions to non-linear fractional differential equations.</p>
<disp-formula id="E1"><label>(1)</label><mml:math id="M19"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x02131;</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>and</p>
<disp-formula id="E2"><label>(2)</label><mml:math id="M20"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>This research study is organized into several sections. In Section 2, the basic definitions of the Caputo&#x02013;Fabrizio and Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo fractional derivatives are provided. The section also includes the presentation of fixed point theorems of the <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction type. These theorems serve as crucial tools for analyzing the solutions of non-linear fractional differential equations. Section 3 focuses on the main results of the study. It delves into the examination of the existence of solutions for various types of non-linear fractional differential equations and systems of non-linear differential equations. Specifically, <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equations 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">2</xref> mentioned in the introduction are thoroughly analyzed in this section. The goal is to establish the conditions under which solutions exist for these equations. Some illustrative example are presented in Section 4.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Preliminaries</title>
<p>In this section, we begin by introducing some fundamental definitions and stating theorems related to <inline-formula><mml:math id="M22"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction type fixed point theorems. We also provide the definitions of Caputo-Fabrizio and Atangana-Baleanu-Caputo fractional derivatives. Additionally, we describe some relevant lemmas that play a significant role in the analysis of the solutions.</p>
<p>Definition 2.1. [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>] If for every <italic>u, v, w</italic> &#x02208; <bold>E</bold> satisfy the following three requirements, and a constant &#x003BB;&#x02265;1, the mapping <italic>d</italic>:<bold>E</bold> &#x000D7; <bold>E</bold> &#x02192; [0, &#x0002B;&#x0221E;) on a nonempty set <bold>E</bold> is said to be <italic>b</italic>&#x02212; metric-like space on <bold>E</bold>.</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(<italic>d</italic><sub>1</sub>) <italic>d</italic>(<italic>u, v</italic>) &#x0003D; 0 &#x021D4; <italic>u</italic> &#x0003D; <italic>v</italic>,</p></list-item>
<list-item><p>(<italic>d</italic><sub>2</sub>) <italic>d</italic>(<italic>u, v</italic>) &#x0003D; <italic>d</italic>(<italic>v, u</italic>),</p></list-item>
<list-item><p>(<italic>d</italic><sub>3</sub>) <italic>d</italic>(<italic>u, w</italic>) &#x02264; &#x003BB;[<italic>d</italic>(<italic>u, v</italic>) &#x0002B; <italic>d</italic>(<italic>v, w</italic>)].</p></list-item>
</list>
<p>Then, (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;) is referred to as <italic>b</italic>&#x02212;metric-like space.</p>
<p>In 2012, Wardowski [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>] suggested a novel type contraction type known as <inline-formula><mml:math id="M23"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction and proposed a novel fixed point theorem associated with it. The well-known Banach contraction principle is extended by this theorem.</p>
<p>Definition 2.2. [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>] If <inline-formula><mml:math id="M24"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a mapping of the interval (0, &#x0002B;&#x0221E;) into the set <inline-formula><mml:math id="M25"><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of real numbers, which satisfies the following three properties:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(<inline-formula><mml:math id="M26"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>) For all &#x003B3;, &#x003B4; &#x02208; &#x0211D;<sup>&#x0002B;</sup>, <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> whenever 0 &#x0003C; &#x003B3; &#x0003C; &#x003B4;;</p></list-item>
<list-item><p>(<inline-formula><mml:math id="M28"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>) If {&#x003B2;<sub><italic>n</italic></sub>}&#x02282;(0, &#x0002B;&#x0221E;) then <inline-formula><mml:math id="M29"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> if and only if <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</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:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><p>(<inline-formula><mml:math id="M31"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>) <inline-formula><mml:math id="M32"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> as &#x003B2; &#x02192; 0<sup>&#x0002B;</sup> for some <italic>p</italic> &#x02208; (0, 1).</p></list-item>
</list>
<p>If there is a positive number &#x003C4; such that the mapping <bold>T</bold>:<bold>E</bold>&#x02192;<bold>E</bold> of the metric space is said to be <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:math></inline-formula>contraction for any <italic>u, v</italic> &#x02208; <bold>E</bold>. Then,</p>
<disp-formula id="E3"><label>(3)</label><mml:math id="M34"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x021D2;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>F</italic> stands for the set of all functions that satisfy the definition given by D.Wardowski above.</p>
<p>Remark 2.1. [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>] Let <inline-formula><mml:math id="M35"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. Then, <inline-formula><mml:math id="M36"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in &#x1D53D;.</p>
<p>Theorem 2.1. [<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>] Assume that (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>) is a complete metric space and <bold>T</bold>:<bold>E</bold>&#x02192;<bold>E</bold> is <inline-formula><mml:math id="M37"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:math></inline-formula>contraction and for every <italic>u</italic> &#x02208; <bold>E</bold>, if the sequence <inline-formula><mml:math id="M38"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x02115;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> converges to <italic>u</italic><sup>&#x0002A;</sup>,then <bold>T</bold> possesses a distinct fixed point <italic>u</italic><sup>&#x0002A;</sup> &#x02208; <bold>E</bold>.</p>
<p>Definition 2.3. [<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>] Assume that the sequence {<italic>u</italic><sub><italic>n</italic></sub>} exists in the <italic>b</italic>-metric-like space (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;).</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(i) If <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>d</mml:mi><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>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the sequence {<italic>u</italic><sub><italic>n</italic></sub>} is said to converge to <italic>u</italic>.</p></list-item>
<list-item><p>(ii) Suppose (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;) is a <italic>b</italic>&#x02212;metric-like space, the sequence {<italic>u</italic><sub><italic>n</italic></sub>} is <italic>b</italic>&#x02212;Cauchy in (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;) if <inline-formula><mml:math id="M40"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>d</mml:mi><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>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> exists and is finite, then there exists . If <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>d</mml:mi><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>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</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:math></inline-formula>, the {<italic>u</italic><sub><italic>n</italic></sub>} sequence is known as the 0&#x02212;<italic>b</italic>&#x02212;Cauchy sequence.</p></list-item>
<list-item><p>(iii) A <italic>b</italic>-metric-like space (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;) is said to be <italic>b</italic>&#x02212; complete (resp. 0&#x02212;<italic>b</italic>&#x02212;complete) if for every <italic>b</italic>&#x02212;Cauchy (resp. 0&#x02212;<italic>b</italic>&#x02212; Cauchy) sequence {<italic>u</italic><sub><italic>n</italic></sub>} there exists <italic>u</italic> &#x02208; <bold>E</bold> such that <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>d</mml:mi><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>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>d</mml:mi><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>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item><p>(iv) A mapping <bold>T</bold>:(<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;) &#x02192; (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;) is said to be <italic>b</italic>&#x02212;continuous if the sequence {<bold>T</bold><italic>u</italic><sub><italic>n</italic></sub>} tends to <bold>T</bold><italic>u</italic> whenever the sequence {<italic>u</italic><sub><italic>n</italic></sub>}&#x02282;<bold>E</bold> converges to <italic>u</italic> as <italic>n</italic> &#x02192; &#x0002B;&#x0221E;, that is, if <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>d</mml:mi><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>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as a result <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
</list>
<p>Definition 2.4. [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>] Let <bold>T</bold> be a self-mapping on a space that resembles the <italic>b</italic>&#x02212;metric-like space (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;). If there is strictly increasing <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>:</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the mapping <bold>T</bold> is said to be generalized (&#x003BB;, <italic>p</italic>)&#x02212;Jaggi <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:math></inline-formula>contraction-type and &#x003C4; &#x0003E; 0 so that for any <italic>u, v</italic> &#x02208; <bold>E</bold>:</p>
<disp-formula id="E4"><label>(4)</label><mml:math id="M47"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>for all <italic>u, v</italic> &#x02208; <bold>E</bold>, where <inline-formula><mml:math id="M49"><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> with &#x003B2; &#x0002B; &#x003B3; &#x0002B; 2&#x003B4;&#x003BB; &#x0003C; 1 and <italic>p</italic> &#x0003E; 1. Where <italic>d</italic>(<italic>u, v</italic>) &#x0003E; 0.</p>
<p>Theorem 2.2. [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>] Let (<bold>E</bold>, <italic>d</italic>, &#x003BB;) be 0&#x02212;<italic>b</italic>&#x02212;complete and <bold>T</bold>:<bold>E</bold>&#x02192;<bold>E</bold> be a generalized (&#x003BB;, <italic>p</italic>)&#x02212;Jaggi- <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:math></inline-formula>contraction-type mapping. Then, <bold>T</bold> possesses a distinct fixed point <italic>u</italic><sup>&#x0002A;</sup> &#x02208; <bold>E</bold>, if it is <italic>b</italic>&#x02212;continuous and <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x0221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, for every <italic>u</italic> &#x02208; <bold>E</bold>.</p>
<p>Definition 2.5. The space <italic>H</italic><sup>1</sup>(<italic>a, b</italic>) &#x0003D; {<italic>f</italic>:<italic>f</italic> &#x02208; <italic>L</italic><sup>2</sup>(<italic>a, b</italic>) and <italic>f</italic>&#x02032; &#x02208; <italic>L</italic><sup>2</sup>(<italic>a, b</italic>)}. Where <italic>L</italic><sup>2</sup>(<italic>a, b</italic>) is the space of square integrable functions on the interval (<italic>a, b</italic>).</p>
<p>Definition 2.6. [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] Suppose <italic>f</italic> &#x02208; <italic>H</italic><sup>1</sup>(<italic>a, b</italic>) and &#x003BD; &#x02208; (0, 1). Then the Caputo-Fabrizio fractional derivative is defined as;</p>
<disp-formula id="E5"><label>(5)</label><mml:math id="M52"><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x02131;</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</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:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>If the normalization function <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:math></inline-formula> has the property that <inline-formula><mml:math id="M54"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. As stated in definition (2.6), the kernel does not have singularity for <italic>t</italic> &#x0003D; <italic>s</italic>, even though the <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi><mml:mi>&#x02131;</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is zero when <italic>u</italic>(<italic>t</italic>) is constant.</p>
<p>Definition 2.7. [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>] Later, Losada and Nieto modified the Caputo-Fabrizio fractional derivative and the fractional integral that corresponds to its derivative for 0 &#x0003C; &#x003BD; &#x0003C; 1, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="E6">Equations 6</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref> below.</p>
<disp-formula id="E6"><label>(6)</label><mml:math id="M56"><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x02131;</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</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:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E7"><label>(7)</label><mml:math id="M57"><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x02131;</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</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:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Lemma 2.1. ([<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>]) The initial value problem</p>
<disp-formula id="E8"><label>(8)</label><mml:math id="M58"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x02131;</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>has a solution in terms of the integral given by:</p>
<disp-formula id="E9"><label>(9)</label><mml:math id="M59"><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>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</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:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</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:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D5;</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:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Definition 2.8. [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>] The <inline-formula><mml:math id="M60"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> derivative of an absolutely continuous function <italic>f</italic> and 0 &#x0003C; &#x003BD; &#x02264; 1 is given by:</p>
<disp-formula id="E10"><label>(10)</label><mml:math id="M61"><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M62"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:math></inline-formula> is a normalizing function that makes <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M64"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is a special Mittag-Leffler function.</p>
<p>Lemma 2.2. [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>] The solution to</p>
<disp-formula id="E11"><label>(11)</label><mml:math id="M65"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>is given by:</p>
<disp-formula id="E12"><label>(12)</label><mml:math id="M66"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mo>&#x00393;</mml:mo><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:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003C6;</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:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Main result</title>
<p>Let <inline-formula><mml:math id="M67"><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">E</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><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:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <italic>d</italic>:<bold>E</bold>&#x000D7;<bold>E</bold> &#x02192; &#x0211D;<sup>&#x0002B;</sup> is a continuous function endowed with the <italic>b</italic>-metric-like defined by:</p>
<disp-formula id="E13"><label>(13)</label><mml:math id="M68"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E14"><mml:math id="M69"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo class="qopname">sup</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><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:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">for&#x000A0;all&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>E</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mtext class="textrm" mathvariant="normal">and&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In order to establish the existence of solutions for <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equations 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">2</xref>, we will utilize the <inline-formula><mml:math id="M70"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction type approach. We introduce the following assumptions:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>(<italic>H</italic><sub>1</sub>) <inline-formula><mml:math id="M71"><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo>:</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:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:math></inline-formula> be a continuous function.</p></list-item>
<list-item><p>(<italic>H</italic><sub>2</sub>) There exist a constants &#x003BA; &#x02208; (0, 1), such that:</p></list-item>
</list>
<disp-formula id="E15"><mml:math id="M72"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><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:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<sec>
<title>3.1 Existence of solution for (FDE) with Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivative</title>
<p>The solution to the initial value problem of <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation 1</xref> of a non-linear fractional differential equation with Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivatives is examined in this subsection. Utilizing Lemma 2.1 and the initial value given in <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation 1</xref>, &#x003C7;<sub>0</sub> &#x0003D; 0, we obtain the integral solution for <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation 1</xref> as follows:</p>
<disp-formula id="E16"><label>(14)</label><mml:math id="M73"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</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:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</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:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Define for all <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>], the mapping <inline-formula><mml:math id="M75"><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><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:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><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:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as:</p>
<disp-formula id="E17"><label>(15)</label><mml:math id="M76"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</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:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</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:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Theorem 3.1. Consider <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation 1</xref>, where <inline-formula><mml:math id="M78"><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is a given mapping and the hypotheses (<italic>H</italic><sub>1</sub>) <italic>and</italic> (<italic>H</italic><sub>2</sub>) are satisfied. We further assume that the following claims hold:</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>Let &#x003C7;, &#x003C9; &#x02208; <bold>E</bold>. If <italic>d</italic>(<bold>T</bold>&#x003C7;, <bold>T</bold>&#x003C9;) &#x0003E; 0 and <italic>d</italic>(&#x003C7;, &#x003C9;) &#x0003E; 0, then there exists &#x003C4; &#x0003E; 0 such that the following inequality yields,</p></list-item>
</list>
<disp-formula id="E18"><label>(16)</label><mml:math id="M79"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:mroot><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>for all <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>]. Where &#x1D507;(&#x003C7;, &#x003C9;) is defined as given in definition 2.4.</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>ii) If &#x003C5;(&#x003C7;(<italic>t</italic>), &#x003C9;(<italic>t</italic>))&#x02265;0 for all <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>], then &#x003C5;(<bold>T</bold>&#x003C7;(<italic>t</italic>), <bold>T</bold>&#x003C9;(<italic>t</italic>)) &#x02265; 0.</p></list-item>
<list-item><p>iii) If the following inequality holds,</p></list-item>
</list>
<disp-formula id="E19"><label>(17)</label><mml:math id="M80"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BA;</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:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Then <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation 1</xref> has a solution.</p>
<p><bold>Proof</bold></p>
<p>Our aim is to establish the existence of an element &#x003C7;<sup>&#x0002A;</sup> &#x02208; <bold>E</bold> that serves as a fixed point for the mapping <bold>T</bold>. Let &#x003C7;, &#x003C9; &#x02208; <bold>E</bold> such that &#x003C5;(&#x003C7;(<italic>t</italic>), &#x003C9;(<italic>t</italic>))&#x02265;0 for all <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>]. Based on condition (ii), we can deduce that &#x003C5;(<bold>T</bold>&#x003C7;, <bold>T</bold>&#x003C9;)&#x02265;0. Furthermore, according to hypothesis (i), the following inequalities hold.</p>
<disp-formula id="E20"><mml:math id="M81"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><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:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C8;</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 stretchy='false'>)</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;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C8;</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 stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00027;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>By taking the supremum of both sides, we obtain:</p>
<disp-formula id="E21"><label>(18)</label><mml:math id="M87"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>sup</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>sup</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot></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;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x02133;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>sup</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using <xref ref-type="disp-formula" rid="E19">Equation 17</xref>, we get:</p>
<disp-formula id="E22"><label>(19)</label><mml:math id="M89"><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: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:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Hence</p>
<disp-formula id="E23"><label>(20)</label><mml:math id="M90"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>If we take <inline-formula><mml:math id="M91"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all &#x003C7; &#x0003E; 0 and since <inline-formula><mml:math id="M92"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula>, we have:</p>
<disp-formula id="E24"><mml:math id="M93"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></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>That is;</p>
<disp-formula id="E25"><label>(21)</label><mml:math id="M94"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</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:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p><italic>This is equivalent to</italic></p>
<disp-formula id="E26"><label>(22)</label><mml:math id="M96"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x02131;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x02131;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003B2;, &#x003B3;, &#x003B4; &#x02265; 0 with &#x003B2; &#x0002B; &#x003B3; &#x0002B; 2&#x003B4;&#x003BB; &#x0003C; 1 and <italic>p</italic> &#x0003E; 1. Therefore, based on the satisfaction of the assumption in Theorem 2.2, we can conclude that the mapping <bold>T</bold> possesses a fixed point. This fixed point represents a solution to <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equation 1</xref>.</p>
</sec>
<sec>
<title>3.2 Existence of solution for (FDE) with <inline-formula><mml:math id="M97"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fractional derivative</title>
<p>In this subsection, we apply Lemma 2.2 to derive an integral solution for <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 2</xref> and from the given initial value &#x003C9;<sub>0</sub> &#x0003D; 0, as shown below.</p>
<disp-formula id="E27"><label>(23)</label><mml:math id="M98"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mo>&#x00393;</mml:mo><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:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</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:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Furthermore, we can utilize Theorem 2.2 to establish the existence of a solution for <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 2</xref>.</p>
<p>Define the mapping <inline-formula><mml:math id="M100"><mml:mstyle class="text"><mml:mtext mathvariant="bold">T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>:</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><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:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><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:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as:</p>
<disp-formula id="E28"><label>(24)</label><mml:math id="M101"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mo>&#x00393;</mml:mo><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:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</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:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Theorem 3.2. Consider <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 2</xref> with <inline-formula><mml:math id="M103"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fractional derivative. Let <inline-formula><mml:math id="M104"><mml:mi>&#x003C5;</mml:mi><mml:mo>:</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> be a given mapping and <inline-formula><mml:math id="M105"><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo>:</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:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x0211D;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> be a continuous function. Assume that the following claims are satisfied:.</p>
<list list-type="simple">
<list-item><p>i) There exists &#x003C4; &#x0003E; 0 such that if <italic>d</italic>(<bold>T</bold>&#x003C9;, <bold>T</bold>&#x003D6;) &#x0003E; 0 and <italic>d</italic>(&#x003C9;, &#x003D6;) &#x0003E; 0 for all &#x003C9;, &#x003D6; &#x02208; <bold>E</bold>, then</p></list-item>
</list>
<disp-formula id="E29"><label>(25)</label><mml:math id="M106"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:mroot><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<list list-type="simple">
<list-item><p>for all <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>]. Where &#x1D507;(&#x003C9;, &#x003D6;) is as given in definition 2.4.</p></list-item>
<list-item><p>ii) For all <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>], if &#x003C5;(&#x003C9;(<italic>t</italic>), &#x003D6;(<italic>t</italic>))&#x02265;0, then &#x003C5;(<bold>T</bold>&#x003C9;(<italic>t</italic>), <bold>T</bold>&#x003D6;(<italic>t</italic>))&#x02265;0.</p></list-item>
<list-item><p>iii) If the inequality</p></list-item>
</list>
<disp-formula id="E30"><label>(26)</label><mml:math id="M107"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mo>&#x00393;</mml:mo><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:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<list list-type="simple">
<list-item><p>holds. Then, there exists at least one solution for <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 2</xref>.</p></list-item>
</list>
<p><bold>Proof</bold></p>
<p>Let &#x003C9;, &#x003D6; &#x02208; <bold>E</bold>, such that &#x003C5;(&#x003C9;(<italic>t</italic>), &#x003D6;(<italic>t</italic>)) &#x02265; 0 for all <italic>t</italic> &#x02208; [0, <italic>T</italic>]. By (ii) we have &#x003C5;(<bold>T</bold>&#x003C9;, <bold>T</bold>&#x003D6;) &#x02265; 0. Consequently, based on assumption (i), the following inequality exists.</p>
<disp-formula id="E31"><mml:math id="M108"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C6;</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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></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;</mml:mtext><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:munderover><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003C6;</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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></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;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml: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:mfrac><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant='script'>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Taking the supremum of both sides, we get:</p>
<disp-formula id="E32"><label>(27)</label><mml:math id="M114"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>sup</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>sup</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></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;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BA;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mfrac><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>sup</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>]</mml:mo></mml:mrow></mml:munder><mml:mroot><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mroot><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="E30">Equation 26</xref>, we obtain:</p>
<disp-formula id="E33"><label>(28)</label><mml:math id="M116"><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: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:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Which gives us:</p>
<disp-formula id="E34"><label>(29)</label><mml:math id="M117"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Since <inline-formula><mml:math id="M118"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>&#x02208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi></mml:math></inline-formula>, then <inline-formula><mml:math id="M119"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all &#x003C9; &#x0003E; 0. Thus <xref ref-type="disp-formula" rid="E34">Equation 29</xref> becomes:</p>
<disp-formula id="E35"><mml:math id="M120"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">ln</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></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>Thus</p>
<disp-formula id="E36"><label>(30)</label><mml:math id="M121"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant='fraktur'>D</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Equivalently written as:</p>
<disp-formula id="E37"><label>(31)</label><mml:math id="M122"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x02131;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msup><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mi>&#x02131;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>&#x003D6;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>T</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x003B2;, &#x003B3;, &#x003B4; &#x02265; 0 with &#x003B2; &#x0002B; &#x003B3; &#x0002B; 2&#x003B4;&#x003BB; &#x0003C; 1 and <italic>p</italic> &#x0003E; 1. Therefore, by applying Theorem 2.2, we can conclude that <bold>T</bold> has a fixed point. Therefore, <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">Equation 2</xref> has at least one solution.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Illustrative examples</title>
<p>In this section, we provide examples to demonstrate the application and effectiveness of Theorems 3.1 and 3.2. These examples serve to illustrate the theoretical results.</p>
<p>Example 4.1. Consider the following fractional differential equation (FDE) involving the Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivative:</p>
<disp-formula id="E38"><label>(32)</label><mml:math id="M124"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>D</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x02131;</mml:mi></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><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:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>For <italic>u</italic>, <italic>v</italic> &#x02208; <bold>E</bold> and <italic>t</italic> &#x02208; [0, 1] we have:</p>
<disp-formula id="E39"><mml:math id="M125"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003BD;</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:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><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:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula id="E40"><mml:math id="M126"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml: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:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></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:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><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:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Moreover we get:</p>
<disp-formula id="E41"><mml:math id="M127"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></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;&#x000A0;&#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>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>16</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Hence</p>
<disp-formula id="E42"><mml:math id="M128"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>It remains to show that the condition (iii) of Theorem 3.1 is satisfied:</p>
<disp-formula id="E43"><mml:math id="M129"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><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:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>M</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0625</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>It follows from Theorem 3.1 that the problem (32) has at least one solution.</p>
<p><xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> shows the plots for the illustrative example containing Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivatives given in <xref ref-type="disp-formula" rid="E38">Equation 32</xref> for different values of the fractional orders &#x003BD; &#x0003D; 0.1, 0.5, 0.7, 0.8, 0.9, respectively. As shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>, we can observe from these plots that the curves for different values of &#x003BD; have the same trend when &#x003BD; is changed, and the solution is bounded in (0, 1). Therefore, we again conclude that there is a solution for <xref ref-type="disp-formula" rid="E38">Equation 32</xref>.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Plots for the solution of illustrative example (<xref ref-type="disp-formula" rid="E38">Equation 32</xref>).</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1499179-g0001.tif"/>
</fig>
<p>Example 4.2. Consider the following non-linear initial value problem involving <inline-formula><mml:math id="M130"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fractional derivative:</p>
<disp-formula id="E44"><label>(33)</label><mml:math id="M131"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnalign='right'><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>D</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mprescripts/><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>A</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x0212C;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant='script'><mml:mi>C</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn>2</mml:mn></mml:msqrt><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><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:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='right'><mml:mtd columnalign='right'><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Set</p>
<disp-formula id="E45"><mml:math id="M132"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><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:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><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:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><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:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Let <italic>v</italic>, <italic>w</italic> &#x02208; <bold>E</bold> and <italic>t</italic> &#x02208; [0, 1]. Then</p>
<disp-formula id="E46"><mml:math id="M133"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mo>&#x00393;</mml:mo><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:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</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:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</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:mi>d</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>For all <italic>t</italic> &#x02208; [0, 1], we have:</p>
<disp-formula id="E47"><mml:math id="M134"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><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:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><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:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><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:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><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:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><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:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><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:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>since sin(<italic>t</italic>) and cos(<italic>t</italic>) are continuous positive functions &#x02200;<italic>t</italic> &#x02208; [0, 1], we have <inline-formula><mml:math id="M135"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><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>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M136"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="qopname">sin</mml:mo><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>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Then:</p>
<disp-formula id="E48"><mml:math id="M137"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Hence</p>
<disp-formula id="E49"><mml:math id="M138"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>|</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle mathvariant='bold'><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mo>&#x00393;</mml:mo><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:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x1D507;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We check that condition (iii) of Theorem 3.2 is satisfied. We have</p>
<disp-formula id="E50"><mml:math id="M139"><mml:mtable columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><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:mo>&#x00393;</mml:mo><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:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></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>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>1194</mml:mn><mml:mo>&#x02264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, by Theorem 3.2 we conclude that the problem (<xref ref-type="disp-formula" rid="E44">Equation 33</xref>) has at least one solution.</p>
<p>Plots for the numerical example involving Atangana-Baleanu-Caputo fractional derivatives, which given in <xref ref-type="disp-formula" rid="E44">Equation 33</xref> for varying fractional orders &#x003BD; &#x0003D; 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.7, 0.8, 0.9, are displayed in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. These plots, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, demonstrate that the solution is bounded in (0, 1) and that the curves for various values of &#x003BD; have the same trend as &#x003BD; is changed. As a result, we draw the conclusion that <xref ref-type="disp-formula" rid="E44">Equation 33</xref> has a solution.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>Plots for the solution of (<xref ref-type="disp-formula" rid="E44">Equation 33</xref>).</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-10-1499179-g0002.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s5">
<title>Conclusions</title>
<p>In this research study, we successfully explored the existence of solutions to non-linear fractional differential equations involving the Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo and Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivatives admit at least one solution. We have investigated whether the <xref ref-type="disp-formula" rid="E1">Equations 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="E2">2</xref> under consideration have a solution through our research. We have developed necessary conditions and inequalities based on Lipschitz assumptions, and our analysis was based on a novel approach using <inline-formula><mml:math id="M140"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction-type fixed point theorems and <italic>b</italic>-metric-like spaces. The use of the Atangana&#x02013;Baleanu&#x02013;Caputo and Caputo&#x02013;Fabrizio fractional derivatives represents a significant advancement in the field of fractional calculus, as these derivatives provide better modeling capabilities for various real-world phenomena that exhibit memory and hereditary properties. The <inline-formula><mml:math id="M141"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>ABC</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fractional derivative incorporates a non-singular kernel, while the Caputo&#x02013;Fabrizio derivative is defined through an exponential kernel, making them highly suitable for describing complex systems such as viscoelasticity, diffusion processes, and control theory applications. Our application of <inline-formula><mml:math id="M142"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction theory allowed us to overcome some of the complexities associated with non-linear fractional differential equations. This theory, which generalizes classical contraction mappings, was instrumental in showing the existence of at least one solution. By constructing appropriate conditions and assumptions on the non-linear terms involved, we ensured the applicability of <inline-formula><mml:math id="M143"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="script"><mml:mi>F</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-contraction, proving the existence of fixed points corresponding to the solutions of the differential equations. Furthermore, we have presented relevant examples to show how successful the findings. Future work could extend these findings by investigating uniqueness and stability solutions under various boundary and initial conditions.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>SK: Formal analysis, Investigation, Writing &#x02013; original draft. AG: Methodology, Project administration, Writing &#x02013; review &#x00026; editing. HY: Project administration, Writing &#x02013; review &#x00026; editing.</p>
</sec>
<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>
<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="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kilbas</surname> <given-names>AA</given-names></name> <name><surname>Srivastava</surname> <given-names>HM</given-names></name> <name><surname>Trujillo</surname> <given-names>JJ</given-names></name></person-group>. <source>Theory and Applications of Fractional Differential Equations (Vol. 204)</source>. <publisher-loc>Elsevier</publisher-loc> (<year>2006</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Caputo</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Fabrizio</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>A new definition of fractional derivative without singular kernel</article-title>. <source>Progr Fract Different Appl</source>. (<year>2015</year>) <volume>1</volume>:<fpage>73</fpage>&#x02013;<lpage>85</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.12785/pfda/010201</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Atangana</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Baleanu</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>New fractional derivatives with nonlocal and non-singular kernel: theory and application to heat transfer model</article-title>. <source>arXiv preprint arXiv:1602.03408</source>. (<year>2016</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/TSCI160111018A</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Agarwal</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>LN</given-names></name></person-group>. <article-title>Attributes of residual neural networks for modeling fractional differential equations</article-title>. <source>Heliyon</source>. (<year>2024</year>) <volume>2024</volume>:<fpage>e38332</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.heliyon.2024.e38332</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sharma</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>LN</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>VN</given-names></name> <name><surname>Pandey</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Solution of delay differential equation via <inline-formula><mml:math id="M144"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> iteration algorithm</article-title>. <source>Eur J Pure Appl Math</source>. (<year>2020</year>) <volume>13</volume>:<fpage>1110</fpage>&#x02013;<lpage>30</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.29020/nybg.ejpam.v13i5.3756</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bhat</surname> <given-names>IA</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>LN</given-names></name></person-group>. <article-title>A comparative study of discretization techniques for augmented Urysohn type nonlinear functional Volterra integral equations and their convergence analysis</article-title>. <source>Appl Math Comput</source>. (<year>2024</year>) <volume>470</volume>:<fpage>128555</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2024.128555</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bhat</surname> <given-names>IA</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>LN</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>VN</given-names></name> <name><surname>Tunc</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Tunc</surname> <given-names>O</given-names></name></person-group>. <article-title>Precision and efficiency of an interpolation approach to weakly singular integral equations</article-title>. International <italic>J Numer Methods Heat Fluid Flow</italic>. (<year>2024</year>) <volume>34</volume>:<fpage>1479</fpage>&#x02013;<lpage>99</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1108/HFF-09-2023-0553</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bhat</surname> <given-names>IA</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>LN</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>VN</given-names></name> <name><surname>Tunc</surname></name> <name><surname>C</surname></name></person-group>. <article-title>Analysis of efficient discretization technique for nonlinear integral equations of Hammerstein type</article-title>. <source>Int J Numer Methods Heat Fluid Flow</source>. (<year>2024</year>) <volume>2024</volume>:<fpage>459</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1108/HFF-06-2024-0459</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Assia</surname> <given-names>GL</given-names></name> <name><surname>Adem</surname></name> <name><surname>K</surname></name></person-group>. <article-title>On resonant mixed Caputo fractional differential equations</article-title>. <source>Bound Val Probl</source>. (<year>2020</year>) <volume>2020</volume>:<fpage>7</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13661-020-01465-7</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khaldi</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Guezane-Lakoud</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>On generalized nonlinear Euler-Bernoulli Beam type equations</article-title>. <source>Acta Universitatis Sapientiae Mathematica</source>. (<year>2018</year>) <volume>10</volume>:<fpage>90</fpage>&#x02013;<lpage>100</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2478/ausm-2018-0008</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">23005249</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Guezane-Lakoud</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Rodr-guez-Lpez</surname> <given-names>R</given-names></name></person-group>. <article-title>On a fractional boundary value problem in a weighted space</article-title>. <source>SeMA J</source>. (<year>2018</year>) <volume>75</volume>:<fpage>435</fpage>&#x02013;<lpage>43</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40324-017-0142-0</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khaldi</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Guezane-Lakoud</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Upper and lower solutions method for higher order boundary value problems</article-title>. <source>Progr Fract Differ Appl</source>. (<year>2017</year>) <volume>3</volume>:<fpage>53</fpage>&#x02013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.18576/pfda/030105</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Guezane-Lakoud</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Khaldi</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Torres</surname> <given-names>DF</given-names></name></person-group>. <article-title>On a fractional oscillator equation with natural boundary conditions</article-title>. <source>arXiv preprint arXiv:1701.08962</source>. (<year>2017</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.18576/pfda/030302</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ravichandran</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Logeswari</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Jarad</surname> <given-names>F</given-names></name></person-group>. <article-title>New results on existence in the framework of Atangana-Baleanu derivative for fractional integro-differential equations</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source>. (<year>2019</year>) <volume>125</volume>:<fpage>194</fpage>&#x02013;<lpage>200</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2019.05.014</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mu</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Nan</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Zhou</surname> <given-names>Y</given-names></name></person-group>. <article-title>Existence and stability of square-mean S-asymptotically periodic solutions to a fractional stochastic diffusion equation with fractional Brownian Motion</article-title>. <source>Complexity</source>. (<year>2020</year>) <volume>2020</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2020/1045760</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Sitthiwirattham</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Gul</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Shah</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Mahariq</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Soontharanon</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Ansari</surname> <given-names>KJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Study of implicit-impulsive differential equations involving Caputo-Fabrizio fractional derivative</article-title>. <source>AIMS Math</source>. (<year>2022</year>) <volume>7</volume>:<fpage>4017</fpage>&#x02013;<lpage>37</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/math.2022222</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Abbas</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Benchohra</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Nieto</surname> <given-names>JJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Caputo-Fabrizio fractional differential equations with instantaneous impulses</article-title>. <source>AIMS Math</source>. (<year>2021</year>) <volume>6</volume>:<fpage>2932</fpage>&#x02013;<lpage>46</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/math.2021177</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kucche</surname> <given-names>KD</given-names></name> <name><surname>Sutar</surname> <given-names>ST</given-names></name></person-group>. <article-title>Analysis of nonlinear fractional differential equations involving Atangana-Baleanu-Caputo derivative</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source>. (<year>2021</year>) <volume>143</volume>:<fpage>110556</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2020.110556</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">33072909</pub-id></citation></ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dokuyucu</surname> <given-names>MA</given-names></name></person-group>. <article-title>A fractional order alcoholism model via Caputo-Fabrizio derivative</article-title>. <source>Aims Math</source>. (<year>2020</year>) <volume>5</volume>:<fpage>781</fpage>&#x02013;<lpage>97</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3934/math.2020053</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Baleanu</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Jajarmi</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Mohammadi</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Rezapour</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>A new study on the mathematical modelling of human liver with Caputo-Fabrizio fractional derivative</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source>. (<year>2020</year>) <volume>134</volume>:<fpage>109705</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2020.109705</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Shah</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Alqudah</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Jarad</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Abdeljawad</surname> <given-names>T</given-names></name></person-group>. <article-title>Semi-analytical study of Pine Wilt Disease model with convex rate under Caputo-Febrizio fractional order derivative</article-title>. <source>Chaos Solitons Fractals</source>. (<year>2020</year>) <volume>135</volume>:<fpage>109754</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2020.109754</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bhat</surname> <given-names>IA</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>LN</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>VN</given-names></name> <name><surname>Abdel-Aty</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Qasymeh</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>A comprehensive analysis for weakly singular nonlinear functional Volterra integral equations using discretization techniques</article-title>. <source>Alexandr Eng J</source>. (<year>2024</year>) 104:564-75. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aej.2024.08.017</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Paul</surname> <given-names>SK</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>LN</given-names></name> <name><surname>Mishra</surname> <given-names>VN</given-names></name> <name><surname>Baleanu</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Analysis of mixed type nonlinear Volterra-Fredholm integral equations involving the Erdelyi-Kober fractional operator</article-title>. <source>J King Saud Univ Sci</source>. (<year>2023</year>) <volume>35</volume>:<fpage>102949</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jksus.2023.102949</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kumari</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Alqahtani</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Karapinar</surname> <given-names>E</given-names></name></person-group>. <article-title>Some fixed-point theorems in b-dislocated metric space and applications</article-title>. <source>Symmetry</source>. (<year>2018</year>) <volume>10</volume>:<fpage>691</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/sym10120691</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">38917178</pub-id></citation></ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kumari</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Panthi</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Connecting various types of cyclic contractions and contractive self-mappings with Hardy-Rogers self-mappings</article-title>. <source>Fixed Point Theor Appl</source>. (<year>2016</year>) <volume>2016</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>19</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13663-016-0498-3</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kumari</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Panthi</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Cyclic compatible contraction and related fixed point theorems</article-title>. <source>Fixed Point Theor Appl</source>. (<year>2016</year>) <volume>2016</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>18</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13663-016-0521-8</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kumari</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Panthi</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Cyclic contractions and fixed point theorems on various generating spaces</article-title>. <source>Fixed Point Theor Appl</source>. (<year>2015</year>) <volume>2015</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>17</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13663-015-0403-5</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kumari</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Zoto</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Panthi</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>d-Neighborhood system and generalized F-contraction in dislocated metric space</article-title>. <source>Springerplus</source>. (<year>2015</year>) <volume>4</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>10</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s40064-015-1095-3</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">26207199</pub-id></citation></ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Afshari</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Baleanu</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Applications of some fixed point theorems for fractional differential equations with Mittag-Leffler kernel</article-title>. <source>Adv Differ Equat</source>. (<year>2020</year>) <volume>2020</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>11</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13662-020-02592-2</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kebede</surname> <given-names>SG</given-names></name> <name><surname>Lakoud</surname> <given-names>AG</given-names></name></person-group>. <article-title>Analysis of mathematical model involving nonlinear systems of Caputo-Fabrizio fractional differential equation</article-title>. <source>Bound Val Probl</source>. (<year>2023</year>) <volume>2023</volume>:<fpage>44</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13661-023-01730-5</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">37096017</pub-id></citation></ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Alghamdi</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Hussain</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Salimi</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Fixed point and coupled fixed point theorems on b-metric-like spaces</article-title>. <source>J Inequal. Appl</source>. (<year>2013</year>) <volume>2013</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>25</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/1029-242X-2013-402</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wardowski</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Fixed points of a new type of contractive mappings in complete metric spaces</article-title>. <source>Fixed Point Theor Appl</source>. (<year>2012</year>) <volume>2012</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/1687-1812-2012-94</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">39100448</pub-id></citation></ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kadelburg</surname> <given-names>Z</given-names></name> <name><surname>Radenovic</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Notes on some recent papers concerning <italic>F</italic>-contractions in <italic>b</italic>-metric spaces</article-title>. <source>Construct. Math. Anal</source>. (<year>2018</year>) <volume>1</volume>:<fpage>108</fpage>&#x02013;<lpage>12</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.33205/cma.468813</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hammad</surname> <given-names>HA</given-names></name> <name><surname>De la</surname> <given-names>Sen</given-names></name> <name><surname>M</surname></name></person-group>. (<year>2020</year>). <article-title>Fixed-point results for a generalized almost (s, q)-jaggi F-Contraction-Type on b-metric-like spaces</article-title>. <source>Mathematics</source> 8:63. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math8010063</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Guran</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Mitrovic</surname> <given-names>ZD</given-names></name> <name><surname>Reddy</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Belhenniche</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Radenovic</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Applications of a fixed point result for solving nonlinear fractional and integral differential equations</article-title>. <source>Fractal Fractional</source>. (<year>2021</year>) <volume>5</volume>:<fpage>211</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/fractalfract5040211</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Losada</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Nieto</surname> <given-names>JJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Properties of a new fractional derivative without singular kernel</article-title>. <source>Progr Fract Differ Appl</source>. (<year>2015</year>) 1:87-92. <pub-id pub-id-type="doi">10.12785/pfda/010202</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Shaikh</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Tassaddiq</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Nisar</surname> <given-names>KS</given-names></name> <name><surname>Baleanu</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Analysis of differential equations involving Caputo-Fabrizio fractional operator and its applications to reaction-diffusion equations</article-title>. <source>Adv Differ Equat</source>. (<year>2019</year>) <volume>2019</volume>:<fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>14</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1186/s13662-019-2115-3</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Din</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Khan</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Zeb</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Sidi Ammi</surname> <given-names>MR</given-names></name> <name><surname>Tilioua</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Torres</surname> <given-names>DF</given-names></name></person-group>. <article-title>Hybrid method for simulation of a fractional COVID-19 model with real case application</article-title>. <source>Axioms</source>. (<year>2021</year>) <volume>10</volume>:<fpage>290</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/axioms10040290</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hussain</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Kanwal</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Adeel</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Radenovic</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Best proximity point results in b-metric space and application to nonlinear fractional differential equation</article-title>. <source>Mathematics</source>. (<year>2018</year>) <volume>6</volume>:<fpage>221</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math6110221</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Moustafa</surname> <given-names>SI</given-names></name></person-group>. <article-title>New fixed point results in extended b-metric-like spaces via simulation functions with applications</article-title>. <source>Afrika Matematika</source>. (<year>2022</year>) <volume>33</volume>:<fpage>80</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s13370-022-01017-5</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Geremew Kebede</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Guezane Lakoud</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Existence and stability of solution for time-delayed nonlinear fractional differential equations</article-title>. <source>Appl Math Sci Eng</source>. (<year>2024</year>) <volume>32</volume>:<fpage>2314649</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/27690911.2024.2314649</pub-id></citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>