<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Energy Res.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Energy Research</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Energy Res.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-598X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">979773</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fenrg.2022.979773</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Energy Research</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Applying the natural transform iterative technique for fractional high-dimension equations of acoustic waves</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Zada et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.979773">10.3389/fenrg.2022.979773</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zada</surname>
<given-names>Laiq</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/930837/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Ali</surname>
<given-names>Nasir</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Nawaz</surname>
<given-names>Rashid</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/930863/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Jamshed</surname>
<given-names>Wasim</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1713885/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Eid</surname>
<given-names>Mohamed R.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff4">
<sup>4</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1887208/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Tag El Din</surname>
<given-names>El Sayed M.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff5">
<sup>5</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Khalifa</surname>
<given-names>Hamiden Abd El- Wahed</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff6">
<sup>6</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff7">
<sup>7</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>ElSeabee</surname>
<given-names>Fayza Abdel Aziz</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff8">
<sup>8</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff9">
<sup>9</sup>
</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>Abdul Wali Khan University Mardan</institution>, <addr-line>Mardan</addr-line>, <country>Pakistan</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>Capital University of Science and Technology (CUST)</institution>, <addr-line>Islamabad</addr-line>, <country>Pakistan</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>Faculty of Science</institution>, <institution>New Valley University</institution>, <addr-line>Al-Kharga</addr-line>, <addr-line>Al-Wadi Al-Gadid</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff4">
<sup>4</sup>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>Faculty of Science</institution>, <institution>Northern Border University</institution>, <addr-line>Arar</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country>
</aff>
<aff id="aff5">
<sup>5</sup>
<institution>Electrical Engineering</institution>, <institution>Faculty of Engineering and Technology</institution>, <institution>Future University in Egypt</institution>, <addr-line>New Cairo</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff6">
<sup>6</sup>
<institution>Department of Operations Research</institution>, <institution>Faculty of Graduate Studies for Statistical Research</institution>, <institution>Cairo University</institution>, <addr-line>Giza</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff7">
<sup>7</sup>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>College of Science and Arts</institution>, <institution>Qassim University</institution>, <addr-line>Al-Badaya</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country>
</aff>
<aff id="aff8">
<sup>8</sup>
<institution>Mathematics Department, Faculty of Science</institution>, <institution>Helwan University</institution>, <addr-line>Cairo</addr-line>, <country>Egypt</country>
</aff>
<aff id="aff9">
<sup>9</sup>
<institution>Department of Mathematics</institution>, <institution>College of Science and Arts</institution>, <institution>Qassim University</institution>, <addr-line>Alasyah</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1660835/overview">Adnan</ext-link>, Mohi-ud-Din Islamic University, Pakistan</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1867850/overview">Esra Karatas Akg&#xfc;l</ext-link>, Siirt University, Turkey</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/633032/overview">Muhammad Farooq</ext-link>, University of Engineering and Technology, Pakistan</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Wasim Jamshed, <email>wasiktk@hotmail.com</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Process and Energy Systems Engineering, a section of the journal Frontiers in Energy Research</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>03</day>
<month>11</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>979773</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>27</day>
<month>06</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>09</day>
<month>08</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Zada, Ali, Nawaz, Jamshed, Eid, Tag El Din, Khalifa and ElSeabee.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Zada, Ali, Nawaz, Jamshed, Eid, Tag El Din, Khalifa and ElSeabee</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 the present study, the natural transform iterative method (NTIM) has been implemented for the solution of a fractional Zakharavo&#x2013;Kuznetsov (FZK) equation. NTIM is a relatively new technique for handling non-linear fractional differential equations. The method is tested upon the two non-linear FZK equalities. The solution of the proposed technique has been compared with the existing perturbation&#x2013;iteration algorithm (PIA) method and residual power series method (RPSM). From the numerical results, it is clear that the method handles non-linear differential equations very suitably and provides the results in very closed accord with the accurate solution. As a result, the NTIM approach is regarded as one of the finest analytical techniques for solving fractional-order linear and non-linear problems.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>natural transform method</kwd>
<kwd>fractional order differential equations (FDEs)</kwd>
<kwd>approximate solution</kwd>
<kwd>acoustic waves</kwd>
<kwd>perturbation-iteration algorithm</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Entropy and fractional calculus are appealing concepts that are increasingly being used to investigate the dynamics of complicated systems. Fractional calculus (FC) has been increasingly used in numerous sectors of research in recent years. Fractional differential equalities (FDEs) efficiently depict the natural evolution associated with viscoelasticity, models of porous electrodes, thermal stresses, electromagnetism, energy transmission in viscous dissipation systems, relaxing oscillations, and thermoelasticity. Most of the mathematical models are obtained through real-world problems which can be modeled <italic>via</italic> differential equations of the integer order or of the fractional order. The differential equations may arise in diverse areas of technological sciences and biological sciences. In engineering sciences, they may be in the field of fluid dynamics, aerodynamics, the nuclear decay, climate changes, electronic circuits, etc<italic>.</italic> In biosciences, these models may be of the blood flow, population growth, and decay problems of some kind of species of organisms like bacteria or virus and may be the study of some rate of flow of some gas models or may be the concentration control of some liquids in some other liquids. Similarly, differential equations may also model some problems related to social sciences as in the fields of banking and finance. The customer may be satisfied by preparing a fractional model of interest or premium according to the required efforts of a person. Fractional calculus plays an essential role in these kinds of problems.</p>
<p>Fractional calculation is the generalization of the classical calculus which is an ancient branch of mathematics. The fractional calculus received much more attention of researchers during the last few decades. Fractional calculus has great achievements in the fields of physics, engineering, biology, medicine, hydrology, economics, and finance [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>-<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. The models of differential equations may be linear or nonlinear; linear models can be solved easily by different methods and do not require too much difficulty for obtaining the exact solution. But most of the problems of the real world occur non-linearly and cannot be solved easily. They are very hard to solve by simple methods. Most of the non-linear problems do not have exact solutions. Therefore, researchers use different approaches to solve them.</p>
<p>Researchers use numerical methods to solve non-linear problems, but they have discretization issue, are costly, and time-consuming. The famous numerical methods are the following: the collocation method, finite difference technique, finite element procedure, and radial basis function technique [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>-<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. Similarly, perturbation methods need small or large parameter assumptions which are very difficult [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. Non-perturbation methods are the Adomian decomposition methodology (ADM) and differential transformation methodolgy (DTM). These methods work on repetition and that is why these types of problems can be solved with the help of computer software easily. Some well-known iterative methods are the variational iterating methodology (VIM), new iterating methodology, modified variational iteration method (MVIM), <italic>etc.</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. The Zakharov&#x2013;Kuznetsov (ZK) equation is an enticing modeling formula for studying vortices in geophysics flows. The ZK difficulties appear in many areas of material sciences, implemented arithmetic, and design. It occurs particularly in the realm of physical sciences. The ZK issues govern the behavior of weak non-linear particle acoustic plasma waves, such as cold nanoparticles and hot adiabatic electrons, in the presence of smooth magnetism. The non-direct higher order of the expanded KdV criteria for geometrical removal was used to generate solitary wave configurations. The accurate expository structures of various non-linear advancement equations in numerical materials engineering, namely, space time-fractional Zakharov&#x2013;Kuznetsov and altered Zakharov&#x2013;Kuznetsov formulas, were found using a fractional technique. Many approaches, including the new iterating Sumudu understanding of the complex, homotopy perturbation transform method, expanded direct algebra methodology, natural decomposition technique, and q-homotopy analysis transform methodology, have been used to examine it during the last few decades. In this research work, we will find the approximate solution to the fractional order of the Zakharova&#x2013;Kuznetsova FZK equation (<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>). The general form of the FZK equation is<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies an order of the fractional derivative, and <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are optional fixed factors. The integers <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> control the behavior of weak non-linear ion acoustical waves in hemoglobin-containing coolant ions and hotness isotherm electrons in the existence of a consistent magneto force. Numerous researchers have tried to solve the FZK equation by using different approaches such as VIM, OHAM, PIA method, and RPSM [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. We have obtained the solution of the FZK equation by NTIM which is an extension of the natural iterating methodology NIM presented by Gejji and Jafari [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>] to obtain the estimated solution of linear and non-linear differential equalities. NTIM was recently applied by Nawaz et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>] for solving the fractional order differential equation. In the proposed methodology, NIM is combined with the natural transform for the solution of the FZK equation. We observed that the proposed method was easy to implement and provide an encouraging approximate solution for the linear and non-linear differential equalities of fractional- and integer-order derivatives.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Basic definitions</title>
<p>
<statement>
<p>Definition 2.1 [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]: <italic>The fractional integral operator</italic> <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>of order</italic> <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>in the Riemann&#x2013;Liouville idea of a function is described as</italic>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mo>)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the well-known function.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Definition 2.2 [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]: <italic>Riemann&#x2013;Liouville fractional derivative can be defined if</italic> <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>then</italic>
<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Some properties of the fractional derivative and integral are given as <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> then<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Definition 2.3: <italic>Natural transubstantiate is specified as</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:munderover>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the transformation variables.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Definition 2.4 [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]: <italic>The inverse of the natural transubstantiate</italic> <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>is defined as</italic>
<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</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:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the complex plan for executing the integral along <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Definition 2.5 [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]: <italic>If</italic> <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>is a function and</italic> <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>is its nth derivative, then the natural transubstantiate of</italic> <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>is</italic>
<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="fraktur">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Theorem 2.6: <italic>If</italic> <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>are defined on a set</italic> <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>and have the natural transforms</italic> <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>respectively, then</italic>
<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the convolution of <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</statement>
</p>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Natural Transform Iterative Method (NTIM)</title>
<p>Consider the fractional order PDE in the manner<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the Caputo&#x2019;s fractional derivative operator of order <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the non-linear function. <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the resource bound. The initialization constraint is<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Taking the natural transform of <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">(7)</xref>, we have<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>By employing the differentiate characteristic of the natural conversion to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">(9)</xref>, we have<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>Using the initial condition and rearranging Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">(10)</xref>, we obtain<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>As the linear term <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be created in the structure of infinite series as<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the non-linear term is proposed as<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>Applying Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">(13)</xref> in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">(11)</xref>, we obtain<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>The recursive relation of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">(14)</xref> by the use of natural transform is<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x2135;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>Utilizing the inverted natural transmute to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">(15)</xref>, the solution component can be obtained as<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
<mml:mo>!</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> bounds approximated the solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">Eqs. 7</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">8</xref> by the proposed method, which is obtained by adding the components as<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Convergence of the NTIM</title>
<p>
<statement>
<p>Theorem 2.7 [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]: <italic>If</italic> <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>is analytic in a neighborhood of</italic> <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>and</italic>
<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>for any <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and for certain real <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x26;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, then the series <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:munderover>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is absolutely convergent and more over<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>To appear in the boundaries of <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, for every <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the conditions on <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are provided which are appropriate to assure convergence of the sequence. The satisfactory constraint for the convergent is provided in the subsequent theory.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement>
<p>Theorem 2.8: <italic>If</italic> <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>is</italic> <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2016;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>then the sequence</italic> <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:munderover>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <italic>is absolutely convergent. These are the required conditions for the convergence of the series</italic> <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Implementation of the NTIM to the FZK equation</title>
<p>
<statement content-type="example" id="Example_3_1">
<label>Example 3.1</label>
<p>
<italic>Consider the FZK equation in the following form</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]:<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>Together, the initial condition is<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">(18)</xref> is written in the implicit form as<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Using natural conversion to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">(20)</xref>, we get<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>Utilize the differentiation characteristic of the natural convert as<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Using the initial condition in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">(20)</xref> and rearranging, we have<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>As <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the infinite series given as<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>applying natural transform to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e25">(25)</xref> and using the idea explained in the method<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>(25)Now, by taking the inverted natural transmute of <xref ref-type="disp-formula" rid="e25">Eq. 25</xref>, we obtain the solution elements as<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>(26)The <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> approximate solution of Eqs. <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">18</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e19">19</xref> by NTIM is presented as<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="example" id="Example_3_2">
<label>Example 3.2</label>
<p>
<italic>Regarding the FZK (2, 2, 2) equality of the structure</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mprescripts/>
<mml:none/>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>With preliminary conditions<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>Here, <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an optional fixed value. The accurate solution for <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given by<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Utilizing the procedure of NTIM, we obtain the solution components for Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e28">(28)</xref> as<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>64</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>70</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>75</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>60</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>85</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>81</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Adding the elements, the second-order approximated solution can be written as<disp-formula id="equ5">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="example" id="Example_3_3">
<label>Example 3.3</label>
<p>
<italic>Consider the FZK (3, 3, 3) equation of the structure</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mmultiscripts>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mprescripts/>
<mml:none/>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mmultiscripts>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Together with initial conditions<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>Here, <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an optional fixed amount. The exact solution for <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given by<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Using the procedure of the NTIM, the solution elements can be acquired as<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>131072</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1700</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>9135</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3412</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>10935</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3550</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>75</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1827</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1615</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1385</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>256</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>70</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>765</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>621</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>(39)Adding the components, the second-order series solution can be written as<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec sec-type="results|discussion" id="s4">
<title>4 Results and discussion</title>
<p>In this work, two problems of the FZK equation have been tested by the new developed methodology NTIM. The obtained results are assessed by diverse plots and tabulated data for testing the reliability of the proposed method. <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> shows the 3D surfaces obtained by the NTIM and the accurate result correspondingly for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_2">Example 3.2</xref> in the 3D graph by keeping the y parameter constant. By keeping the time parameter constant, the approximate and accurate results are shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> respectively, for problem 3.2. In <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>, the absolute error is shown by a 3D plot by the variation of <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> parameters while time is kept constant. A comparison for the variation of the fractional value <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is shown by 2D plots for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_2">Example 3.2</xref> which shows the consistency of the method by agreeing to the amount of <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> tactics to the standard amount 1 of a differential equation; the approximated result converges to the accurate solution of the problem. Similarly, <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> shows the approximates and exacted solution by variation of the <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> components, while <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> shows the 3D graphs of the approximated solution and exacted solution by keeping the time parameter constant for problem 3.3. <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref> shows the absolute error of the NTIM result and the exacted solution for problem 2. <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> shows the comparison of data on the computational amounts of the approximated solution of the PIA and RPS methods for diverse amounts of <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, while in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, the absolute errors of our suggested methodology have been matched with the absolute errors of the PIA and RPS methods. Similarly, in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>, the fractional value of NTIM has been compared with the third-order RPSM and PIA methods. In <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref>, the absolute errors of NTIM, RPSM, and PIA methods have been compared. The approximate solution in this article is executed up to second order for both problems. The accuracy may be increased by obtaining a higher order of the approximate solution. From the tables and graphs, it is so far clear that the NTIM reveals encouraging approximated results as evaluated with other existing methodologies in the previously published works <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref>.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>3D plots obtained by the first order <bold>(A)</bold> NTIM and <bold>(B)</bold> exact solution for <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_2">Example 3.2</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-979773-g001.tif"/>
</fig>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>3D plots obtained by the first order <bold>(A)</bold> NTIM and <bold>(B)</bold> exact solution for <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_2">Example 3.2</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-979773-g002.tif"/>
</fig>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>
<bold>(A)</bold> shows the absolute error and <bold>(B)</bold> shows the behavior of <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the solution of the NTIM for diverse amounts of <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_2">Example 3.2</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-979773-g003.tif"/>
</fig>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>3D plots obtained by the first order <bold>(A)</bold> NTIM and <bold>(B)</bold> exact solution for <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_3">Example 3.3</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-979773-g004.tif"/>
</fig>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>3D plots obtained by the first order <bold>(A)</bold> NTIM and <bold>(B)</bold> exact solution for <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_3">Example 3.3</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-979773-g005.tif"/>
</fig>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>
<bold>(A)</bold> shows the absolute error and <bold>(B)</bold> shows the behavior of <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the solution of the NTIM for diverse amounts of <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="statement" rid="Example_3_3">Example 3.3</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-979773-g006.tif"/>
</fig>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Few important expressions and their natural <italic>transubstantiates</italic>.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Function</th>
<th align="left">Natural transformation</th>
<th align="left">Function</th>
<th align="left">Natural transformation</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x393;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>Comparison of the second-order NTIM with the third-order RPSM and PIA method for diverse amounts of <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="6" align="left">
<inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.67</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="left">
<inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">PIA [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM (E)</th>
<th align="left">PIA [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM (E)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">5.31854&#x2013;5</td>
<td align="left">5.31244&#x2013;5</td>
<td align="left">5.3124653&#x2013;5</td>
<td align="left">5.32747&#x2013;5</td>
<td align="left">5.32479&#x2013;5</td>
<td align="left">5.32479992&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">5.28631&#x2013;5</td>
<td align="left">5.28410&#x2013;5</td>
<td align="left">5.28415918&#x2013;5</td>
<td align="left">5.29757&#x2013;5</td>
<td align="left">5.29675&#x2013;5</td>
<td align="left">5.29678730&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">5.25777&#x2013;5</td>
<td align="left">5.25897&#x2013;5</td>
<td align="left">5.25907412&#x2013;5</td>
<td align="left">5.27039&#x2013;5</td>
<td align="left">5.27119&#x2013;5</td>
<td align="left">5.27125824&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">2.95493&#x2013;3</td>
<td align="left">2.95185&#x2013;3</td>
<td align="left">7.56548023&#x2013;4</td>
<td align="left">2.96356&#x2013;3</td>
<td align="left">2.96251&#x2013;3</td>
<td align="left">7.57930078&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">2.92662&#x2013;3</td>
<td align="left">2.92709&#x2013;3</td>
<td align="left">7.53381879&#x2013;4</td>
<td align="left">2.93717&#x2013;3</td>
<td align="left">2.93780&#x2013;3</td>
<td align="left">7.54759291&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">2.90307&#x2013;3</td>
<td align="left">2.90522&#x2013;3</td>
<td align="left">7.50623656&#x2013;4</td>
<td align="left">2.91448&#x2013;3</td>
<td align="left">2.91561&#x2013;3</td>
<td align="left">7.51914369&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">1.068220&#x2013;2</td>
<td align="left">1.055060&#x2013;2</td>
<td align="left">1.80363649&#x2013;3</td>
<td align="left">1.077160&#x2013;2</td>
<td align="left">1.071430&#x2013;2</td>
<td align="left">1.80827769&#x2013;3</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">1.044870&#x2013;2</td>
<td align="left">1.011990&#x2013;2</td>
<td align="left">1.79302639&#x2013;3</td>
<td align="left">1.054880&#x2013;2</td>
<td align="left">1.036950&#x2013;2</td>
<td align="left">1.79746844&#x2013;3</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">1.027770&#x2013;2</td>
<td align="left">9.606060&#x2013;3</td>
<td align="left">1.78401363&#x2013;3</td>
<td align="left">1.037360&#x2013;2</td>
<td align="left">9.96743&#x2013;3</td>
<td align="left">1.78798550&#x2013;3</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>Comparison of the second-order NTIM with the third-order RPSM and PIA method.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="6" align="left">
<inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="left">
<inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">PIA sol [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM sol [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM sol. (E)</th>
<th align="left">PIA error [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM error [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM error (E)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">5.35536&#x2013;5</td>
<td align="left">5.355360&#x2013;5</td>
<td align="left">5.3553572&#x2013;5</td>
<td align="left">3.85217&#x2013;7</td>
<td align="left">3.852170&#x2013;7</td>
<td align="left">3.8520&#x2013;7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">5.33082&#x2013;5</td>
<td align="left">5.330820&#x2013;5</td>
<td align="left">5.3308223&#x2013;5</td>
<td align="left">5.75911&#x2013;7</td>
<td align="left">5.759120&#x2013;7</td>
<td align="left">5.75853&#x2013;7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">5.30641&#x2013;5</td>
<td align="left">5.306410&#x2013;5</td>
<td align="left">5.3064197&#x2013;5</td>
<td align="left">7.65350&#x2013;7</td>
<td align="left">7.653520&#x2013;7</td>
<td align="left">7.65214&#x2013;7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">2.98987&#x2013;3</td>
<td align="left">2.989870&#x2013;3</td>
<td align="left">2.9900091&#x2013;3</td>
<td align="left">4.66337&#x2013;5</td>
<td align="left">4.66389&#x2013;5</td>
<td align="left">4.64983&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">2.96717&#x2013;3</td>
<td align="left">2.96715&#x2013;3</td>
<td align="left">2.9676221&#x2013;3</td>
<td align="left">6.86056&#x2013;5</td>
<td align="left">6.86314&#x2013;5</td>
<td align="left">6.81568&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">2.94523&#x2013;3</td>
<td align="left">2.94515&#x2013;3</td>
<td align="left">2.9462709&#x2013;3</td>
<td align="left">8.98243&#x2013;5</td>
<td align="left">8.99046&#x2013;5</td>
<td align="left">8.87798&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">1.10248&#x2013;2</td>
<td align="left">1.10227&#x2013;2</td>
<td align="left">1.1041339&#x2013;2</td>
<td align="left">5.12131&#x2013;4</td>
<td align="left">5.14241&#x2013;4</td>
<td align="left">4.95639&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">1.07964&#x2013;2</td>
<td align="left">1.07861&#x2013;2</td>
<td align="left">1.0848876&#x2013;2</td>
<td align="left">7.38186&#x2013;4</td>
<td align="left">7.48450&#x2013;4</td>
<td align="left">6.85665&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">1.05742&#x2013;2</td>
<td align="left">1.05429&#x2013;2</td>
<td align="left">1.0691791&#x2013;2</td>
<td align="left">9.57942&#x2013;4</td>
<td align="left">9.89139&#x2013;4</td>
<td align="left">8.40313&#x2013;4</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T4" position="float">
<label>TABLE 4</label>
<caption>
<p>Comparison of the second-order NTIM with the third-order RPSM and PIA method.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="6" align="left">
<inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="left">
<inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">PIA sol [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM sol [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM sol. (E)</th>
<th align="left">PIA error [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM error [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM error (E)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">5.00090&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00090&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00090&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">5.00090&#x2013;5</td>
<td align="left">5.0009&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00090&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00090&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">1.75397&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">1.75397&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">1.75397&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">2.51159&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">2.51159&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">2.51159&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T5" position="float">
<label>TABLE 5</label>
<caption>
<p>Comparison of the second-order NTIM with the third-order RPSM and PIA method.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="6" align="left">
<inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="left">
<inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">PIA sol [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM sol [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM sol. (E)</th>
<th align="left">PIA error [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">R (E)PSM error [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]</th>
<th align="left">N (E)TIM error (E)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.1</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00092&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00092&#x2013;5</td>
<td align="left">4.99592&#x2013;5</td>
<td align="left">4.99519&#x2013;8</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">4.99342&#x2013;5</td>
<td align="left">7.49278&#x2013;8</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
<td align="left">4.99092&#x2013;5</td>
<td align="left">9.99037&#x2013;8</td>
<td align="left">5.00091&#x2013;5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.6</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.01953&#x2013;4</td>
<td align="left">5.08987&#x2013;8</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.01927&#x2013;4</td>
<td align="left">7.63479&#x2013;8</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.02004&#x2013;4</td>
<td align="left">3.01902&#x2013;4</td>
<td align="left">1.01797&#x2013;7</td>
<td align="left">3.02003&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.9</td>
<td align="char" char=".">0.2</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56728&#x2013;4</td>
<td align="left">5.21227&#x2013;8</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.3</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56702&#x2013;4</td>
<td align="left">7.81839&#x2013;8</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">0.4</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">4.5678&#x2013;4</td>
<td align="left">4.56676&#x2013;4</td>
<td align="left">1.04245&#x2013;7</td>
<td align="left">4.56780&#x2013;4</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>5. Conclusion</title>
<p>In the current investigation, the NTIM has been applied successfully to the FZK equations. Two problems have been tested. The proposed results reveal that the method handles the non-linear equations in a good way and provides an efficient approximate solution to non-linear PDEs. The numerical values of approximate and exact solutions through tables show the efficiency and reliability of the method. Also, the graphs verify the efficiency of the proposed method through 3D and 2D plots. The fractional approximation through 2D graphs also shows the consistency of the method by approaching the fractional value <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the equation to the conventional amount 1, so an approximate result converges to the exacted result of the problems. This strategy is also effective when the answer to the integer order model is unknown. As a result, we decided that the current technique is trustworthy and effective in obtaining estimated solutions for various classes of linear and non-linear fractional formulations of ordinary and partial differential equations.</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 id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>LZ and RN formulated the problem. NA and WJ solved the problem. LZ, NA, RN, WJ, MRE, ESMTED, HAEWK, and FAAE, computed and scrutinized the results. All the authors equally contributed in writing and proof reading of the paper. All authors reviewed the manuscript.</p>
</sec>
<ack>
<p>The researchers would like to thank the Deanship of Scientific Research, Qassim University for funding the publication of this project.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="s8">
<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&#x2019;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">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gorenflo</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mainardi</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>Simply and multiply scaled diffusion limits for continuous time random walks</article-title>. <source>J. Phys, Conf. Ser.</source> <volume>7</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1742-6596/7/1/001</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Barkai</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Metzler</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klafter</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>From continuous time random walks to the fractional Fokker-Planck equation</article-title>. <source>Phys. Rev. E</source> <volume>61</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>132</fpage>&#x2013;<lpage>138</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreve.61.132</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Benson</surname>
<given-names>D.A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wheatcraft</surname>
<given-names>S.W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Meerschaert</surname>
<given-names>M.M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>Application of a fractional advection&#x2010;dispersion equation</article-title>. <source>Water Resour. Res.</source> <volume>36</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>1403</fpage>&#x2013;<lpage>1412</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Almeida</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>A caputo fractional derivative of a function with respect to another function</article-title>. <source>Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul.</source> <volume>44</volume>, <fpage>460</fpage>&#x2013;<lpage>481</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cnsns.2016.09.006</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Muslih</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baleanu</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rabei</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Gravitational potential in fractional space</article-title>. <source>Open Physics</source> <volume>5</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>285</fpage>&#x2013;<lpage>292</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2478/s11534-007-0014-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>H.Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>J.S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Weighted radial basis collocation method for boundary value problems</article-title>. <source>Int. J. Numer. Methods Eng.</source> <volume>69</volume> (<issue>13</issue>), <fpage>2736</fpage>&#x2013;<lpage>2757</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.1877</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qu</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Experimental and numerical investigation of local scour around submarine piggyback pipeline under steady current</article-title>. <source>J. Ocean Univ. China</source> <volume>17</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>244</fpage>&#x2013;<lpage>256</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11802-018-3290-7</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kwon</surname>
<given-names>Y.W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <source>The finite element method using MATLAB</source>. <publisher-loc>Florida</publisher-loc>: <publisher-name>CRC, press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>D.S. Carter</surname>
</name>
</person-group> (<year>1965</year>). <source>Perturbation techniques in mathematics, physics and engineering</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Richard bellman</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Benabidallah</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cherruault</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Application of the adomian method for solving a class of boundary problems</article-title>. <source>Kybernetes</source> <volume>33</volume>, <fpage>118</fpage>&#x2013;<lpage>132</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1108/03684920410514553</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Abassy</surname>
<given-names>T.A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Modified variational iteration method (nonlinear homogeneous initial value problem)</article-title>. <source>Comput. Math. Appl.</source> <volume>59</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>912</fpage>&#x2013;<lpage>918</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2009.10.002</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Molliq</surname>
<given-names>R.Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Noorani</surname>
<given-names>M.S.M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hashim</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ahmad</surname>
<given-names>R.R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Approximate solutions of fractional zakharov&#x2013;kuznetsov equations by vim</article-title>. <source>J. Comput. Appl. Math.</source> <volume>233</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>103</fpage>&#x2013;<lpage>108</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2009.03.010</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Senol</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alquran</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kasmaei</surname>
<given-names>H.D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>On the comparison of perturbation-iteration algorithm and residual power series method to solve fractional zakharov-kuznetsov equation</article-title>. <source>Results Phys.</source> <volume>9</volume>, <fpage>321</fpage>&#x2013;<lpage>327</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rinp.2018.02.056</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nawaz</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zada</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khattak</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jibran</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khan</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Optimum solutions of fractional order Zakharov&#x2013;Kuznetsov equations</article-title>. <source>Complexity</source> <volume>2019</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2019/1741958</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Daftardar-Gejji</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bhalekar</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Solving fractional diffusion-wave equations using a new iterative method</article-title>. <source>Fract. Calc. Appl. Anal.</source> <volume>11</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>193</fpage>&#x2013;<lpage>202</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bhalekar</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Daftardar-Gejji</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Convergence of the new iterative method</article-title>. <source>International Journal of Differential Equations</source> <volume>2011</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>10</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2011/989065</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nawaz</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ali</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zada</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nisar</surname>
<given-names>K.S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alharthi</surname>
<given-names>M.R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jamshed</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Extension of natural transform method with daftardar-jafari polynomials for fractional order differential equations</article-title>. <source>Alexandria Engineering Journal</source> <volume>60</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>3205</fpage>&#x2013;<lpage>3217</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aej.2021.01.051</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nawaz</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ali</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zada</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shah</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tassaddiq</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alreshidi</surname>
<given-names>N.A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Comparative analysis of natural transform decomposition method and new iterative method for fractional foam drainage problem and fractional order modified regularized long-wave equation</article-title>. <source>Fractals</source> <volume>28</volume> (<issue>07</issue>), <fpage>2050124</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0218348x20501248</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>