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<!DOCTYPE art SYSTEM 'http://www.biomedcentral.com/xml/article.dtd'>
<art><ui>1687-2770-2012-119</ui><ji>1687-2770</ji><fm><dochead>Research</dochead><bibl><title><p>Existence result for semilinear elliptic systems involving critical exponents</p></title><aug><au id="A1" ca="yes"><snm>Khademloo</snm><fnm>S</fnm><insr iid="I1"/><email>s.khademloo@nit.ac.ir</email></au><au id="A2"><snm>Farzinejad</snm><fnm>M</fnm><insr iid="I1"/><email>m_farzi66@yahoo.com</email></au><au id="A3"><snm>Khazaee kohpar</snm><fnm>O</fnm><insr iid="I1"/><email>kolsoomkhazaee@yahoo.com</email></au></aug><insg><ins id="I1"><p>Department of Basic Sciences, Babol University of Technology, Babol, 47148-71167, Iran</p></ins></insg><source>Boundary Value Problems</source><section><title><p>Regular submissions</p></title></section><issn>1687-2770</issn><pubdate>2012</pubdate><volume>2012</volume><issue>1</issue><fpage>119</fpage><url>http://www.boundaryvalueproblems.com/content/2012/1/119</url><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1186/1687-2770-2012-119</pubid></xrefbib></bibl><history><rec><date><day>14</day><month>7</month><year>2012</year></date></rec><acc><date><day>4</day><month>10</month><year>2012</year></date></acc><pub><date><day>24</day><month>10</month><year>2012</year></date></pub></history><cpyrt><year>2012</year><collab>Khademloo et al.; licensee Springer</collab><note>This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (<url>http://creativecommons.org/licenses/by/2.0</url>), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</note></cpyrt><kwdg><kwd>semilinear elliptic system</kwd><kwd>nontrivial solution</kwd><kwd>critical exponent</kwd><kwd>variational method</kwd></kwdg><abs><sec><st><p>Abstract</p></st><p>In this paper we deal with the existence of a positive solution for a class of semilinear systems of multi-singular elliptic equations which involve Sobolev critical exponents. In fact, by the analytic techniques and variational methods, we prove that there exists at least one positive solution for the system.</p><p><b>MSC: </b>
35J60, 35B33.</p></sec></abs></fm><bdy><sec><st><p>1 Introduction</p></st><p>We consider the following elliptic system: </p><p><display-formula id="M1.1"><m:math name="1687-2770-2012-119-i1" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
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</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i2" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
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</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i3" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>N</m:mi>
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<m:mn>3</m:mn>
</m:math></inline-formula>) is a smooth bounded domain such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i4" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i6" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>k</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
</m:math></inline-formula>, are different points, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i7" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
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</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i8" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>L</m:mi>
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</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i9" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#951;</m:mi>
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</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i10" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i11" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>&#945;</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i12" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#946;</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
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<m:mo>&#8722;</m:mo>
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</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i13" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
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   <m:mn>2</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>.</p><p>We work in the product space <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i14" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula>, where the space <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i15" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>H</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
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   <m:mi>H</m:mi>
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<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is the completion of <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i16" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>C</m:mi>
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</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> with respect to the norm <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i17" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
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      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
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      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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      <m:mi>x</m:mi>
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      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>.</p><p> In resent years many publications <abbrgrp><abbr bid="B1">1</abbr><abbr bid="B2">2</abbr><abbr bid="B3">3</abbr></abbrgrp> concerning semilinear elliptic equations involving singular points and the critical Sobolev exponent have appeared. Particularly in the last decade or so, many authors used the variational method and analytic techniques to study the existence of positive solutions of systems of the form of (1.1) or its variations; see, for example, <abbrgrp><abbr bid="B4">4</abbr><abbr bid="B5">5</abbr><abbr bid="B6">6</abbr><abbr bid="B7">7</abbr><abbr bid="B8">8</abbr></abbrgrp>. </p><p>Before stating the main result, we clarify some terminology. Since our method is variational in nature, we need to define the energy functional of (1.1) on <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i14"><m:mi>H</m:mi><m:mo>&#215;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i19" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
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         <m:mi>J</m:mi>
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         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
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</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i20" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>J</m:mi>
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</m:math></inline-formula> belongs to <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i21" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
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</m:math></inline-formula>. A pair of functions <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i22" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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</m:math></inline-formula> is said to be a solution of (1.1) if <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i23" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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</m:math></inline-formula>, and for all <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i24" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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</m:math></inline-formula>, we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i25" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable>
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            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mi>&#981;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#963;</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:mi>&#945;</m:mi>
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            <m:msub>
               <m:mi>u</m:mi>
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            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>u</m:mi>
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            </m:msub>
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                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mrow>
            </m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:msub>
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            </m:msub>
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            <m:msup>
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                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mrow>
            </m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mn>0</m:mn>
            </m:msub>
            <m:msup>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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            </m:msup>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#951;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:msup>
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            <m:mrow>
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               </m:msup>
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               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#955;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:msup>
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               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
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            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
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         <m:mo>)</m:mo>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mrow>
            <m:mo>&#9001;</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mi>J</m:mi>
               <m:mo>&#8242;</m:mo>
            </m:msup>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mn>0</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#957;</m:mi>
               <m:mn>0</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>&#966;</m:mi>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>&#981;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#9002;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Standard elliptic arguments show that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i26" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">{</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mo>&#8230;</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>k</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">}</m:mo>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      <m:mo>&#175;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">{</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mo>&#8230;</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>k</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">}</m:mo>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> The following assumptions are needed: </p><p>(<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i27" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi mathvariant="script">H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>) <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i28" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#951;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>&#955;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>&#963;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i29" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mo>&#8943;</m:mo>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mi>k</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
</m:mover>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i30" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mo movablelimits="false">&#8721;</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mo>=</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
   <m:mi>k</m:mi>
</m:msubsup>
<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
</m:mover>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i31" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>&#946;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i13"><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>+</m:mo><m:mi>&#946;</m:mi><m:mo>=</m:mo><m:msup><m:mn>2</m:mn><m:mo>&#8727;</m:mo></m:msup></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i33" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i34" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>,</p><p>(<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i35" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi mathvariant="script">H</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>) <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i36" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi mathvariant="normal">&#923;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i37" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi mathvariant="normal">&#923;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is the first eigenvalue of <it>L</it>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i38" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i39" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> are the eigenvalues of the matrix <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i40" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>A</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mtable columnalign="center" columnspacing="0.2em">
      <m:mtr>
         <m:mtd>
            <m:msub>
               <m:mi>a</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msub>
         </m:mtd>
         <m:mtd>
            <m:msub>
               <m:mi>a</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msub>
         </m:mtd>
      </m:mtr>
      <m:mtr>
         <m:mtd>
            <m:msub>
               <m:mi>a</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msub>
         </m:mtd>
         <m:mtd>
            <m:msub>
               <m:mi>a</m:mi>
               <m:mn>3</m:mn>
            </m:msub>
         </m:mtd>
      </m:mtr>
   </m:mtable>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
</m:math></inline-formula>.</p><p> The quadratic from <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i41" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>Q</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>A</m:mi>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>T</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
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   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:mi>u</m:mi>
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<m:mo>+</m:mo>
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   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
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   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> is positively defined and satisfies </p><p><display-formula id="M1.2"><m:math name="1687-2770-2012-119-i42" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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   <m:mn>1</m:mn>
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   <m:mo>+</m:mo>
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      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
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   <m:mi>u</m:mi>
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   <m:mi>a</m:mi>
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<m:mi>u</m:mi>
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<m:mo>+</m:mo>
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   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
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   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:mo>&#8804;</m:mo>
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   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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   <m:mo>(</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
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   <m:mo>+</m:mo>
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      <m:mi>&#957;</m:mi>
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   </m:msup>
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</m:mrow>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
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<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Our main results are as follows.</p><p><b>Theorem 1.1</b> <it>Suppose</it> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>) <it>holds</it>. <it>Then for any solution</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i44" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>v</m:mi>
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<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> <it>of problem</it> (1.1), <it>there exists a positive constant</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i45" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> <it>such that</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i46" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo movablelimits="false">max</m:mo>
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   <m:mo>{</m:mo>
   <m:mo>|</m:mo>
   <m:mi>u</m:mi>
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   <m:mo>|</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mo>|</m:mo>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>|</m:mo>
   <m:mo>}</m:mo>
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   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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<m:mi>x</m:mi>
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   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
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<m:msup>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msqrt>
         <m:mover accent="true">
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
         </m:mover>
      </m:msqrt>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msqrt>
         <m:mrow>
            <m:mover accent="true">
               <m:mi>&#956;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
            </m:mover>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#956;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
         </m:mrow>
      </m:msqrt>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
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   <m:msub>
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   </m:msub>
</m:msub>
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<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
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</m:msub>
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<m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i47" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#961;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i48" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#961;</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
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<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:math></inline-formula>.</p><p><b>Theorem 1.2</b> <it>Suppose</it> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>) <it>holds</it>. <it>Then for any positive solution</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i44"><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>u</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>v</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi>H</m:mi><m:mo>&#215;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula> <it>of problem</it> (1.1), <it>there exists a positive constant</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i51" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> <it>such that</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i52" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#961;</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:math></inline-formula> <it>and</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i53" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>{</m:mo>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msqrt>
         <m:mover accent="true">
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
         </m:mover>
      </m:msqrt>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msqrt>
         <m:mrow>
            <m:mover accent="true">
               <m:mi>&#956;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
            </m:mover>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#956;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
         </m:mrow>
      </m:msqrt>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#961;</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i54" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#961;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>.</p><p><b>Theorem 1.3</b> <it>Suppose</it> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>), (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i35"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>) <it>hold</it>. <it>Then the problem</it> (1.1) <it>has a positive solution</it>.</p></sec><sec><st><p>2 Preliminaries</p></st><p>On <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i57" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula>, we use the norm </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i58" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8741;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      <m:mo>&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mo>&#215;</m:mo>
      <m:mi>H</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mo>&#8747;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mrow>
         <m:mo>(</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>)</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mspace width="0.2em"/>
      <m:mi>d</m:mi>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mfrac>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Using the Young inequality, the following best constant is well defined: </p><p><display-formula id="M2.1"><m:math name="1687-2770-2012-119-i59" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">inf</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo>&#8712;</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>D</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mn>1</m:mn>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
         <m:mi>N</m:mi>
      </m:msup>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">{</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">}</m:mo>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:mfrac>
   <m:mrow>
      <m:msub>
         <m:mo>&#8747;</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
            <m:mi>N</m:mi>
         </m:msup>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mfrac>
         <m:msup>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mrow>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:msup>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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      </m:mfrac>
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            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
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      </m:mrow>
      <m:mrow>
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         </m:msup>
      </m:mrow>
   </m:msup>
</m:mfrac>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i60" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>D</m:mi>
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      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
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<m:msup>
   <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is the completion of <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i61" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>C</m:mi>
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   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msubsup>
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   <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> with respect to the norm <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i62" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mo>&#8747;</m:mo>
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            <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
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      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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      <m:mo>&#8901;</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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      <m:mspace width="0.2em"/>
      <m:mi>d</m:mi>
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   <m:mfrac>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>.</p><p>We infer that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i63" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
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      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> is attained in <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i64"><m:msup>
   <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> by the functions </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i65" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>V</m:mi>
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</m:msubsup>
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   <m:msub>
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      </m:mrow>
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   </m:mfrac>
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</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>&#949;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i66" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>U</m:mi>
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      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
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<m:mi>x</m:mi>
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   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
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<m:mo>=</m:mo>
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               <m:mo>&#8722;</m:mo>
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                  <m:mi>&#956;</m:mi>
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               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msqrt>
               <m:mover accent="true">
                  <m:mi>&#956;</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
               </m:mover>
            </m:msqrt>
         </m:mfrac>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mrow>
         <m:msqrt>
            <m:mover accent="true">
               <m:mi>&#956;</m:mi>
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            </m:mover>
         </m:msqrt>
         <m:mo stretchy="false">/</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
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      </m:msub>
      <m:msup>
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            <m:msqrt>
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                     <m:mi>&#956;</m:mi>
                     <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
                  </m:mover>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:msub>
                     <m:mi>&#956;</m:mi>
                     <m:mi>i</m:mi>
                  </m:msub>
               </m:mrow>
            </m:msqrt>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:msup>
         <m:mrow>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mn>1</m:mn>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:msup>
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               <m:mfrac>
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                           </m:msub>
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                     <m:mover accent="true">
                        <m:mi>&#956;</m:mi>
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            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         </m:mrow>
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            <m:mover accent="true">
               <m:mi>&#956;</m:mi>
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      </m:msup>
   </m:mrow>
</m:mfrac>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> For all <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i9"><m:mi>&#951;</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>&#955;</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>&#963;</m:mi><m:mo>&#8805;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i28"><m:mi>&#951;</m:mi><m:mo>+</m:mo><m:mi>&#955;</m:mi><m:mo>+</m:mo><m:mi>&#963;</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i31"><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>+</m:mo><m:mi>&#946;</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i13"><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>+</m:mo><m:mi>&#946;</m:mi><m:mo>=</m:mo><m:msup><m:mn>2</m:mn><m:mo>&#8727;</m:mo></m:msup></m:math></inline-formula>, by the Young and Hardy-Sobolev inequalities, the following constant is well defined on <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i71" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="script">D</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>D</m:mi>
         <m:mrow>
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         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
         <m:mi>N</m:mi>
      </m:msup>
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      <m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">{</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">}</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>: </p><p><display-formula id="M2.2"><m:math name="1687-2770-2012-119-i72" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
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      <m:mi>&#951;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
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      <m:mi>&#963;</m:mi>
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<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">inf</m:mo>
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      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
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      <m:mo>&#8712;</m:mo>
      <m:mi mathvariant="script">D</m:mi>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:mfrac>
   <m:mrow>
      <m:msub>
         <m:mo>&#8747;</m:mo>
         <m:msup>
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            <m:mi>N</m:mi>
         </m:msup>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mfrac>
         <m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mi>&#957;</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:mrow>
         <m:mrow>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:msup>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:mrow>
      </m:mfrac>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      <m:mspace width="0.2em"/>
      <m:mi>d</m:mi>
      <m:mi>x</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
               <m:mi>N</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>&#951;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>&#955;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>&#963;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>&#945;</m:mi>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>&#946;</m:mi>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mrow>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo stretchy="false">/</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mn>2</m:mn>
            <m:mo>&#8727;</m:mo>
         </m:msup>
      </m:mrow>
   </m:msup>
</m:mfrac>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Set </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i73" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>&#968;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>V</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mfrac>
      <m:mrow>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>N</m:mi>
      </m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mi>&#968;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>U</m:mi>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
</m:msub>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mfrac>
      <m:mrow>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
      </m:mrow>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
   </m:mfrac>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i74" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#958;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i75" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
</m:mover>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i76" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#968;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#961;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#958;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> satisfies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i77" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>&#968;</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i78" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#968;</m:mi>
<m:mo>&#8801;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i79" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mfrac>
         <m:mi>&#961;</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, for all <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i80" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#961;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> small. Then for any <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i81" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
</m:mover>
</m:math></inline-formula>, by <abbrgrp><abbr bid="B9">9</abbr></abbrgrp> we have the following estimates: </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i82" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:mo>|</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
            <m:msubsup>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mi>&#956;</m:mi>
                  <m:mo>,</m:mo>
                  <m:mi>&#949;</m:mi>
               </m:mrow>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
            </m:msubsup>
            <m:msup>
               <m:mo>|</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mfrac>
               <m:msup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                     <m:msubsup>
                        <m:mi>u</m:mi>
                        <m:mrow>
                           <m:mi>&#956;</m:mi>
                           <m:mo>,</m:mo>
                           <m:mi>&#949;</m:mi>
                        </m:mrow>
                        <m:mi>&#958;</m:mi>
                     </m:msubsup>
                     <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mi>x</m:mi>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:msup>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:msup>
               </m:mrow>
            </m:mfrac>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mi>S</m:mi>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mfrac>
               <m:mi>N</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mfrac>
         </m:msubsup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>o</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mi>&#949;</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:msqrt>
                     <m:mover accent="true">
                        <m:mi>&#956;</m:mi>
                        <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
                     </m:mover>
                  </m:msqrt>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mi>&#956;</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msup>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>|</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#956;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#949;</m:mi>
            </m:mrow>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msup>
            <m:mo>|</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mi>S</m:mi>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mfrac>
               <m:mi>N</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mfrac>
         </m:msubsup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>o</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mi>&#949;</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mfrac>
                     <m:mrow>
                        <m:mn>2</m:mn>
                        <m:mi>N</m:mi>
                     </m:mrow>
                     <m:mrow>
                        <m:mi>N</m:mi>
                        <m:mo>&#8722;</m:mo>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:mrow>
                  </m:mfrac>
                  <m:msqrt>
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                        <m:mi>&#956;</m:mi>
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</m:math></inline-formula> is the volume of the unit ball in <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i64"><m:msup><m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi><m:mi>N</m:mi></m:msup></m:math></inline-formula>.</p></sec><sec><st><p>3 Asymptotic behavior of solutions</p></st><p><it>Proof of Theorem&#160;1.1</it> Suppose <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i88" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
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<m:mo>,</m:mo>
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   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> is a nontrivial solution to problem (1.1). For all <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i89" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
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<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
</m:mover>
</m:math></inline-formula> define </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i90" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
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      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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      <m:mo>&#8722;</m:mo>
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         <m:mi>&#958;</m:mi>
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      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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   <m:mi>&#947;</m:mi>
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   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
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<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mtext>and</m:mtext>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
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   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>&#947;</m:mi>
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   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mtext>where&#160;</m:mtext>
<m:mi>&#947;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msqrt>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
   </m:mover>
</m:msqrt>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msqrt>
   <m:mrow>
      <m:mover accent="true">
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
      </m:mover>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
   </m:mrow>
</m:msqrt>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> It is not difficult to verify that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i91" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
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   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
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<m:msup>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mi>&#947;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and satisfy </p><p><display-formula id="M3.1"><m:math name="1687-2770-2012-119-i92" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
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               </m:msub>
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            </m:mrow>
            <m:mrow>
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         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mo>=</m:mo>
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            </m:msup>
         </m:mfrac>
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            <m:mrow>
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               </m:msup>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
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            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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         <m:msup>
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               </m:msub>
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            </m:mrow>
            <m:mrow>
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         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
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            <m:mrow>
               <m:msup>
                  <m:mn>2</m:mn>
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               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mrow>
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         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
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            </m:mrow>
            <m:mrow>
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            </m:mrow>
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                        <m:mi>i</m:mi>
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            <m:msup>
               <m:mrow>
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                  <m:msub>
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                     <m:mi>j</m:mi>
                  </m:msub>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:mfrac>
         <m:msup>
            <m:mrow>
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               <m:mi>x</m:mi>
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            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>u</m:mi>
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      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
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            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mfrac>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#963;</m:mi>
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            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
         </m:mfrac>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msup>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mo>&#8727;</m:mo>
               </m:msup>
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            </m:mrow>
         </m:msup>
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         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:msup>
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            <m:mrow>
               <m:mi>&#946;</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>&#945;</m:mi>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>&#955;</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msup>
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               </m:msup>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:msup>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mo>&#8727;</m:mo>
               </m:msup>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mrow>
         </m:msup>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mspace width="2em"/>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>a</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>a</m:mi>
            <m:mn>3</m:mn>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo movablelimits="false">&#8721;</m:mo>
            <m:mtable>
               <m:mtr>
                  <m:mtd>
                     <m:mrow>
                        <m:mi>j</m:mi>
                        <m:mo>=</m:mo>
                        <m:mn>1</m:mn>
                     </m:mrow>
                  </m:mtd>
               </m:mtr>
               <m:mtr>
                  <m:mtd>
                     <m:mrow>
                        <m:mi>j</m:mi>
                        <m:mo>&#8800;</m:mo>
                        <m:mi>i</m:mi>
                     </m:mrow>
                  </m:mtd>
               </m:mtr>
            </m:mtable>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:mfrac>
            <m:msub>
               <m:mi>&#956;</m:mi>
               <m:mi>j</m:mi>
            </m:msub>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mi>x</m:mi>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:msub>
                     <m:mi>&#958;</m:mi>
                     <m:mi>j</m:mi>
                  </m:msub>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:mfrac>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Let <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i93" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>R</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> small enough such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i94" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>R</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i95" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8713;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>R</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i96" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>j</m:mi>
<m:mo>&#8800;</m:mo>
<m:mi>i</m:mi>
</m:math></inline-formula>. Also, let <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i97" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>R</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> be a cut-off function. Set </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i98" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>{</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>n</m:mi>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>;</m:mo>
<m:mspace width="2em"/>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>{</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>n</m:mi>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>;</m:mo>
<m:mspace width="2em"/>
<m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mi>u</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>s</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msubsup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="2em"/>
<m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>s</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msubsup>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i99" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>s</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>n</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>. Multiplying the first equation of (3.1) by <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i100" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> and the second one by <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i101" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> respectively and integrating, we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i102" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
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</m:math></display-formula></p><p> Note that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i103" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
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</m:math></inline-formula>.</p><p>Then </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i104" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
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            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>&#981;</m:mi>
            <m:msub>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
            <m:mi>&#966;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msubsup>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>s</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            </m:mrow>
         </m:msubsup>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>&#966;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msubsup>
            <m:mi>&#966;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msubsup>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#215;</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>s</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            </m:mrow>
         </m:msubsup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>s</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msubsup>
            <m:mi>&#966;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msubsup>
         <m:msubsup>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>s</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            </m:mrow>
         </m:msubsup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> By the Cauchy inequality and the Young inequality, we get </p><p><display-formula id="M3.2"><graphic file="1687-2770-2012-119-i105.gif"/></display-formula></p><p> The same result holds for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i106" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mi>&#947;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mi>&#957;</m:mi>
</m:math></inline-formula>.</p><p>By letting <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i107" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#968;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mi>u</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>s</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i108" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#968;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>s</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula>, we have </p><p><display-formula id="M3.3"><graphic file="1687-2770-2012-119-i109.gif"/></display-formula></p><p> Using Caffarelli-Kohn-Nirenberg inequality <abbrgrp><abbr bid="B10">10</abbr></abbrgrp>, we infer that </p><p><display-formula id="M3.4"><graphic file="1687-2770-2012-119-i110.gif"/></display-formula></p><p> Define </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i111" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#969;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo movablelimits="false">max</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>{</m:mo>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="2em"/>
<m:msub>
   <m:mi>&#969;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>{</m:mo>
   <m:mi>&#969;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>n</m:mi>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i112" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#969;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo movablelimits="false">max</m:mo>
<m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Now, from the H&#246;lder inequality, we deduce that </p><p><display-formula id="M3.5"><graphic file="1687-2770-2012-119-i113.gif"/></display-formula></p><p/><p><display-formula id="M3.6"><graphic file="1687-2770-2012-119-i114.gif"/></display-formula></p><p> In the sequel, we have </p><p><display-formula id="M3.7"><graphic file="1687-2770-2012-119-i115.gif"/></display-formula></p><p> By the choice of <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i116" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, we obtain </p><p><display-formula id="M3.8"><graphic file="1687-2770-2012-119-i117.gif"/></display-formula></p><p> So, from (3.4) to (3.8) it follows that </p><p><display-formula id="M3.9"><graphic file="1687-2770-2012-119-i118.gif"/></display-formula></p><p>Take <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i119" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>s</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8727;</m:mo>
   </m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:mfrac>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i120" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> to be a constant near the zero. Letting <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i121" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>n</m:mi>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula>, we infer that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i122" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#969;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mfrac>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:msup>
            <m:mo>&#8727;</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>R</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>&#8727;</m:mo>
      </m:msup>
      <m:mi>&#947;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and so </p><p><display-formula id="M3.10"><m:math name="1687-2770-2012-119-i123" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mfrac>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:msup>
            <m:mo>&#8727;</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>B</m:mi>
      <m:mi>R</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mrow>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mn>2</m:mn>
            <m:mo>&#8727;</m:mo>
         </m:msup>
         <m:mi>&#947;</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Suppose <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i124" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>r</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> is sufficiently small such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i125" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>r</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>l</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>R</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i116"><m:msub><m:mi>&#966;</m:mi><m:mi>i</m:mi></m:msub></m:math></inline-formula> is a cut-off function with the properties <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i127" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:msub>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mi>l</m:mi>
</m:mfrac>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i128" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> in <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i129" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>Set <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i130" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>t</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:msup>
         <m:mo>&#8727;</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
   </m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>&#8727;</m:mo>
      </m:msup>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
</m:mfrac>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i131" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#948;</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
<m:mi>&#947;</m:mi>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
<m:mi>&#947;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>Then we have the following results: </p><p><display-formula id="M3.11"><graphic file="1687-2770-2012-119-i132.gif"/></display-formula></p><p> where we used the H&#246;lder inequality. From (3.9) in combination with (3.11), it follows that </p><p><display-formula id="M3.12"><m:math name="1687-2770-2012-119-i133" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
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         <m:mo>&#8747;</m:mo>
         <m:mrow>
            <m:msub>
               <m:mi>B</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mi>r</m:mi>
                  <m:mo>+</m:mo>
                  <m:mi>l</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         </m:mrow>
      </m:msub>
      <m:msup>
         <m:mrow>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
            <m:mi>&#947;</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>&#969;</m:mi>
      <m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
            <m:mi>s</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mfrac>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mrow>
         <m:msup>
            <m:mn>2</m:mn>
            <m:mo>&#8727;</m:mo>
         </m:msup>
         <m:mi>s</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mfrac>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mrow>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mi>s</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:msup>
   <m:mi>l</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mfrac>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
            <m:mi>s</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:mfrac>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mo>&#8747;</m:mo>
         <m:mrow>
            <m:msub>
               <m:mi>B</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mi>r</m:mi>
                  <m:mo>+</m:mo>
                  <m:mi>l</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         </m:mrow>
      </m:msub>
      <m:msup>
         <m:mrow>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
            <m:mi>&#947;</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>&#969;</m:mi>
      <m:msup>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mrow>
            <m:msub>
               <m:mover accent="true">
                  <m:mi>p</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
               </m:mover>
               <m:mn>0</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mi>s</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mfrac>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mover accent="true">
               <m:mi>p</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
            </m:mover>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mi>s</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i134" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>p</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mi>t</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
</m:mfrac>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>.</p><p>Denote <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i135" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>s</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>&#967;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i136" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#967;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mi>p</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mover accent="true">
         <m:mi>p</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
      </m:mover>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:msub>
</m:mfrac>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i137" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>l</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>&#961;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i138" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>j</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i139" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#967;</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i140" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
<m:mi>&#947;</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>N</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i141" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>p</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:mi>&#967;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:msup>
   <m:mi>&#967;</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>j</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>. Using (3.12) recursively, we get </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i142" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo>(</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mrow>
                     <m:msub>
                        <m:mi>B</m:mi>
                        <m:mi>r</m:mi>
                     </m:msub>
                     <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                     <m:msub>
                        <m:mi>&#958;</m:mi>
                        <m:mi>i</m:mi>
                     </m:msub>
                     <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
                  </m:mrow>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>&#969;</m:mi>
               <m:msup>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mrow>
                     <m:msup>
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                     </m:msup>
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            </m:mrow>
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         <m:msup>
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               <m:mo>(</m:mo>
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                  </m:mrow>
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                        <m:mrow>
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                           <m:msup>
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                           </m:msup>
                        </m:mrow>
                     </m:msup>
                  </m:mrow>
                  <m:msup>
                     <m:mrow>
                        <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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                        </m:msub>
                        <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     </m:mrow>
                     <m:mrow>
                        <m:msup>
                           <m:mn>2</m:mn>
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                        </m:msup>
                        <m:mi>&#947;</m:mi>
                     </m:mrow>
                  </m:msup>
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               <m:mo>)</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mfrac>
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               <m:mrow>
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                     <m:mn>2</m:mn>
                     <m:mo>&#8727;</m:mo>
                  </m:msup>
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                     <m:mi>j</m:mi>
                  </m:msup>
               </m:mrow>
            </m:mfrac>
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   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
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      </m:mtd>
      <m:mtd>
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            <m:mfrac>
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                  <m:mi>&#967;</m:mi>
                  <m:mi>j</m:mi>
               </m:msup>
            </m:mfrac>
         </m:msup>
         <m:msup>
            <m:mi>C</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:msubsup>
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                  <m:mrow>
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                     <m:mo>=</m:mo>
                     <m:mn>1</m:mn>
                  </m:mrow>
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               <m:mfrac>
                  <m:mn>1</m:mn>
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                     </m:msup>
                  </m:mrow>
               </m:mfrac>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msup>
            <m:mi>&#961;</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo movablelimits="false">&#8721;</m:mo>
                  <m:mrow>
                     <m:mi>i</m:mi>
                     <m:mo>=</m:mo>
                     <m:mn>1</m:mn>
                  </m:mrow>
                  <m:mi>j</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:mfrac>
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                     <m:mi>&#967;</m:mi>
                     <m:mi>i</m:mi>
                  </m:msup>
               </m:mfrac>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo>(</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mrow>
                     <m:msub>
                        <m:mi>B</m:mi>
                        <m:mrow>
                           <m:mi>r</m:mi>
                           <m:mo>+</m:mo>
                           <m:mi>&#961;</m:mi>
                        </m:mrow>
                     </m:msub>
                     <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                     <m:msub>
                        <m:mi>&#958;</m:mi>
                        <m:mi>i</m:mi>
                     </m:msub>
                     <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
                  </m:mrow>
               </m:msub>
               <m:msup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mi>x</m:mi>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
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                        <m:mi>&#958;</m:mi>
                        <m:mi>i</m:mi>
                     </m:msub>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mrow>
                     <m:msup>
                        <m:mn>2</m:mn>
                        <m:mo>&#8727;</m:mo>
                     </m:msup>
                     <m:mi>&#947;</m:mi>
                  </m:mrow>
               </m:msup>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>&#969;</m:mi>
               <m:msup>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:msup>
                     <m:mn>2</m:mn>
                     <m:mo>&#8727;</m:mo>
                  </m:msup>
               </m:msup>
               <m:mo>)</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mfrac>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:msup>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mo>&#8727;</m:mo>
               </m:msup>
            </m:mfrac>
         </m:msup>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> we have <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i143" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>&#967;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula> as <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i144" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>j</m:mi>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula>. Note that the infinite sums on the right-hand side converge, then we obtain that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i145" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#969;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, particularly, we have <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i146" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Thus, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i147" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#947;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
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   <m:mi>M</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#947;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mtext>for&#160;</m:mtext>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
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</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i148" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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</m:math></inline-formula>. </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i149" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i150" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
</m:math></inline-formula>. The proof is complete.&#8195;&#9633;</p><p><it>Proof of Theorem&#160;1.2</it> Suppose <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i88"><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:msub><m:mi>u</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>,</m:mo><m:msub><m:mi>&#957;</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi>H</m:mi><m:mo>&#215;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula> is a positive solution to problem (1.1). For all <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i89"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&#8804;</m:mo><m:msub><m:mi>&#956;</m:mi><m:mi>i</m:mi></m:msub><m:mo>&#8804;</m:mo><m:mover accent="true"><m:mi>&#956;</m:mi><m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo></m:mover></m:math></inline-formula>, set </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i153" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
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<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Then </p><p><display-formula id="M3.13"><m:math name="1687-2770-2012-119-i154" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
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</m:math></display-formula></p><p> Choose <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i155" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
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</m:math></inline-formula> and define <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i156" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>n</m:mi>
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</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i157" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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</m:math></inline-formula>. Let </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i158" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable>
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         <m:mo>.</m:mo>
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</m:math></display-formula></p><p> It is easy to verify that </p><p><display-formula id="M3.14"><m:math name="1687-2770-2012-119-i159" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>&#8722;</m:mo>
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<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Combining (3.13) with (3.14), we get </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i160" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable>
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         <m:mspace width="1em"/>
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         </m:msub>
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         <m:msub>
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         </m:msub>
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         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
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                     </m:mrow>
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         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
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            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
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            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:msub>
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            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Therefore, by the maximum principle in <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i161" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
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   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#961;</m:mi>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, we obtain </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i162" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi>A</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mi>x</m:mi>
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      <m:mi>&#958;</m:mi>
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   </m:msub>
   <m:msup>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mrow>
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               <m:mover accent="true">
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                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
            </m:mrow>
         </m:msqrt>
      </m:mrow>
   </m:msup>
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<m:mspace width="1em"/>
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   <m:mi>B</m:mi>
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   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
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   <m:mi>B</m:mi>
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      <m:mi>&#961;</m:mi>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Thus, for all <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i163" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>x</m:mi>
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   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#961;</m:mi>
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<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#961;</m:mi>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i164" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
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      <m:mtd>
         <m:mi>u</m:mi>
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         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>A</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:msqrt>
                  <m:mrow>
                     <m:mover accent="true">
                        <m:mi>&#956;</m:mi>
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                     </m:mover>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
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                        <m:mi>&#956;</m:mi>
                        <m:mi>i</m:mi>
                     </m:msub>
                  </m:mrow>
               </m:msqrt>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>B</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mfrac>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
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                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:msup>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mrow>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
                     <m:mn>2</m:mn>
                     <m:msqrt>
                        <m:mrow>
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                           <m:mo>&#8722;</m:mo>
                           <m:msub>
                              <m:mi>&#956;</m:mi>
                              <m:mi>i</m:mi>
                           </m:msub>
                        </m:mrow>
                     </m:msqrt>
                  </m:mrow>
               </m:msup>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>&#961;</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mrow>
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                     <m:msqrt>
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                           <m:mover accent="true">
                              <m:mi>&#956;</m:mi>
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                           <m:mo>&#8722;</m:mo>
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                              <m:mi>&#956;</m:mi>
                              <m:mi>i</m:mi>
                           </m:msub>
                        </m:mrow>
                     </m:msqrt>
                  </m:mrow>
               </m:msubsup>
               <m:msup>
                  <m:mi>&#961;</m:mi>
                  <m:mrow>
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                           <m:mover accent="true">
                              <m:mi>&#956;</m:mi>
                              <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
                           </m:mover>
                           <m:mo>&#8722;</m:mo>
                           <m:msub>
                              <m:mi>&#956;</m:mi>
                              <m:mi>i</m:mi>
                           </m:msub>
                        </m:mrow>
                     </m:msqrt>
                  </m:mrow>
               </m:msup>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:msup>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>2</m:mn>
                     <m:msqrt>
                        <m:mrow>
                           <m:mover accent="true">
                              <m:mi>&#956;</m:mi>
                              <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
                           </m:mover>
                           <m:mo>&#8722;</m:mo>
                           <m:msub>
                              <m:mi>&#956;</m:mi>
                              <m:mi>i</m:mi>
                           </m:msub>
                        </m:mrow>
                     </m:msqrt>
                  </m:mrow>
               </m:msup>
            </m:mrow>
         </m:mfrac>
         <m:mi>n</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>&#961;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Taking <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i165" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#961;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, we conclude <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i166" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mi>n</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#961;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mo>=</m:mo>
      <m:mi>&#961;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> for all <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i167" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#961;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>Similar result also holds for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i168" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Therefore, we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i169" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mo>=</m:mo>
               <m:mi>&#961;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
            <m:mi>C</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mi>i</m:mi>
               <m:mo>=</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mo>&#8230;</m:mo>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>k</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:msub>
            <m:mi>C</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
            <m:mi>N</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> For any <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i167"><m:mi>x</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msub><m:mi>B</m:mi><m:mi>&#961;</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:msub><m:mi>&#958;</m:mi><m:mi>i</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi><m:mo stretchy="false">{</m:mo><m:msub><m:mi>&#958;</m:mi><m:mi>i</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">}</m:mo></m:math></inline-formula>, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i171" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
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            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mo>=</m:mo>
               <m:mi>&#961;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:mover accent="true">
            <m:msub>
               <m:mi>C</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:mo>&#180;</m:mo>
         </m:mover>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#958;</m:mi>
            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#947;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
            <m:mrow>
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               <m:mn>1</m:mn>
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               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mo>&#8230;</m:mo>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>k</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:mover accent="true">
            <m:msub>
               <m:mi>C</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:mo>&#180;</m:mo>
         </m:mover>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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         <m:msub>
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            <m:mi>i</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
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            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
            <m:mi>N</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> For any <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i167"><m:mi>x</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msub><m:mi>B</m:mi><m:mi>&#961;</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:msub><m:mi>&#958;</m:mi><m:mi>i</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi><m:mo stretchy="false">{</m:mo><m:msub><m:mi>&#958;</m:mi><m:mi>i</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">}</m:mo></m:math></inline-formula>. This proves the theorem.&#8195;&#9633;</p></sec><sec><st><p>4 Local <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i173" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>P</m:mi>
      <m:mi>S</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>c</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>-condition and the existence of positive solutions</p></st><p>We first establish a compactness result.</p><p><b>Lemma 4.1</b> <it>Suppose that</it> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>) <it>holds</it>. <it>Then</it> <it>J</it> <it>satisfies the</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i173"><m:msub><m:mrow><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>P</m:mi><m:mi>S</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:mrow><m:mi>c</m:mi></m:msub></m:math></inline-formula>-<it>condition for all</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i176" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>c</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
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</m:mfrac>
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   <m:mo>{</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mi>S</m:mi>
      <m:mrow>
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         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#955;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#963;</m:mi>
      </m:mrow>
      <m:mfrac>
         <m:mi>N</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
   </m:msubsup>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mo>&#8230;</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mi>S</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>&#951;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#955;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#963;</m:mi>
      </m:mrow>
      <m:mfrac>
         <m:mi>N</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
   </m:msubsup>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mi>k</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>S</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mfrac>
         <m:mi>N</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
   </m:msup>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:mfrac>
<m:msubsup>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#951;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#963;</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mfrac>
      <m:mi>N</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mi>k</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><it>Proof</it> Suppose that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i177" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> satisfies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i178" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>J</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi>c</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i179" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>J</m:mi>
   <m:mo>&#8242;</m:mo>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>. The standard argument shows that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i180" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
</m:math></inline-formula> is bounded in <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i14"><m:mi>H</m:mi><m:mo>&#215;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula>.</p><p>For some <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i182" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula>, we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i183" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8640;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mtext>weakly in&#160;</m:mtext>
         <m:mi>H</m:mi>
         <m:mo>&#215;</m:mo>
         <m:mi>H</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8640;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mtext>weakly in&#160;</m:mtext>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:msup>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mrow>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mrow>
            </m:msup>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mo>&#215;</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
            <m:msup>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mrow>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mrow>
            </m:msup>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8640;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mtext>weakly in&#160;</m:mtext>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#215;</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:msup>
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               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
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         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8594;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mtext>strongly in&#160;</m:mtext>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:msub>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msub>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#215;</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:msub>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msub>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>q</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>q</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>&#8712;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">[</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mn>2</m:mn>
            <m:mo>&#8727;</m:mo>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8594;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mtext>a.e. in&#160;</m:mtext>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Therefore, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i184" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is a solution to (1.1). Then by the concentration-compactness principle <abbrgrp><abbr bid="B11">11</abbr><abbr bid="B12">12</abbr><abbr bid="B13">13</abbr></abbrgrp> and up to a subsequence, there exist an at most countable set <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i185" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="script">J</m:mi>
</m:math></inline-formula>, a set of different points <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i186" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">{</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mi>j</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">}</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mi>j</m:mi>
      <m:mo>&#8712;</m:mo>
      <m:mi mathvariant="script">J</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mo>=</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
   <m:mi>k</m:mi>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula>, nonnegative real numbers <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i187" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i188" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i189" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>j</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi mathvariant="script">J</m:mi>
</m:math></inline-formula>, and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i190" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i191" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i192" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#947;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i193" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>i</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>k</m:mi>
</m:math></inline-formula>) such that the following convergence holds in the sense of measures: </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i194" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>&#957;</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>&#8640;</m:mo>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mover accent="true">
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
         </m:mover>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">&#8721;</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mi>j</m:mi>
               <m:mo>&#8712;</m:mo>
               <m:mi mathvariant="script">J</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:msub>
            <m:mover accent="true">
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
            </m:mover>
            <m:msub>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mi>j</m:mi>
            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:msub>
            <m:mi>&#948;</m:mi>
            <m:msub>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mi>j</m:mi>
            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:munderover>
            <m:mo movablelimits="false">&#8721;</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mi>i</m:mi>
               <m:mo>=</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:mrow>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:munderover>
         <m:msub>
            <m:mover accent="true">
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
            </m:mover>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:msub>
            <m:mi>&#948;</m:mi>
            <m:msub>
               <m:mi>&#958;</m:mi>
               <m:mi>i</m:mi>
            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mfrac>
            <m:mrow>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mi>n</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msubsup>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>&#957;</m:mi>
                  <m:mi>n</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msubsup>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#958;</m:mi>
                  <m:mi>i</m:mi>
               </m:msub>
               <m:msup>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
            </m:mrow>
         </m:mfrac>
         <m:mo>&#8640;</m:mo>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mover accent="true">
            <m:mi>&#947;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
         </m:mover>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mfrac>
            <m:mrow>
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         </m:mfrac>
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            </m:msup>
         </m:msup>
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      </m:mtd>
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   <m:mtr>
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         <m:mo>=</m:mo>
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            </m:msup>
         </m:msup>
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         </m:msup>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
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         <m:mo>+</m:mo>
         <m:munder>
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            <m:mrow>
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            </m:mrow>
         </m:munder>
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            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:msub>
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            <m:msub>
               <m:mi>x</m:mi>
               <m:mi>j</m:mi>
            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
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            <m:mo movablelimits="false">&#8721;</m:mo>
            <m:mrow>
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               <m:mo>=</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
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         </m:munderover>
         <m:msub>
            <m:mover accent="true">
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            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:msub>
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            <m:msub>
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            </m:msub>
         </m:msub>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> By the Sobolev inequalities <abbrgrp><abbr bid="B10">10</abbr></abbrgrp>, we have </p><p><display-formula id="M4.1"><m:math name="1687-2770-2012-119-i195" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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<m:msubsup>
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      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
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      </m:msup>
   </m:mfrac>
</m:msubsup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
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   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#964;</m:mi>
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<m:msub>
   <m:mover accent="true">
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   </m:msub>
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<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>i</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>k</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> We claim that <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i185"><m:mi mathvariant="script">J</m:mi></m:math></inline-formula> is finite, and for any <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i189"><m:mi>j</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi mathvariant="script">J</m:mi></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i198" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
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   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> or <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i199" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
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   </m:msub>
</m:msub>
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   <m:msub>
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   <m:mfrac>
      <m:mi>N</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>.</p><p>In fact, let <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i200" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#949;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> be small enough for any <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i193"><m:mn>1</m:mn><m:mo>&#8804;</m:mo><m:mi>i</m:mi><m:mo>&#8804;</m:mo><m:mi>k</m:mi></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i202" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8713;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i203" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8709;</m:mi>
</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i204" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>i</m:mi>
<m:mo>&#8800;</m:mo>
<m:mi>j</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i205" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>i</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>j</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi mathvariant="script">J</m:mi>
</m:math></inline-formula>. Let <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i206" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula> be a smooth cut-off function centered at <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i207" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i208" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i209" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i210" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:mfrac>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i211" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i212" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mi>&#949;</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i213" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>4</m:mn>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:mfrac>
</m:math></inline-formula>. Then </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-119-i214.gif"/></display-formula></p><p> Then we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i215" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>=</m:mo>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">lim</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
      <m:mo>&#8594;</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">lim</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>n</m:mi>
      <m:mo>&#8594;</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:mrow>
   <m:mo>&#9001;</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mi>J</m:mi>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>&#8242;</m:mo>
   </m:msubsup>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mi>n</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mi>n</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mi>n</m:mi>
   </m:msub>
   <m:msubsup>
      <m:mi>&#981;</m:mi>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msubsup>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mi>n</m:mi>
   </m:msub>
   <m:msubsup>
      <m:mi>&#981;</m:mi>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msubsup>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>&#9002;</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> By the Sobolev inequality, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i216" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:msubsup>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mfrac>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>&#8727;</m:mo>
      </m:msup>
   </m:mfrac>
</m:msubsup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>; and then we deduce that <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i198"><m:msub><m:mover accent="true"><m:mi>&#957;</m:mi><m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo></m:mover><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:msub><m:mo>=</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> or <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i199"><m:msub><m:mover accent="true"><m:mi>&#957;</m:mi><m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo></m:mover><m:msub><m:mi>x</m:mi><m:mi>j</m:mi></m:msub></m:msub><m:mo>&#8805;</m:mo><m:msup><m:msub><m:mi>S</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mfrac><m:mi>N</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:mfrac></m:msup></m:math></inline-formula>, which implies that <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i185"><m:mi mathvariant="script">J</m:mi></m:math></inline-formula> is finite.</p><p>Now, we consider the possibility of concentration at points <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i220" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i193"><m:mn>1</m:mn><m:mo>&#8804;</m:mo><m:mi>i</m:mi><m:mo>&#8804;</m:mo><m:mi>k</m:mi></m:math></inline-formula>), for <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i200"><m:mi>&#949;</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> small enough that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i223" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8713;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> for all <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i189"><m:mi>j</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi mathvariant="script">J</m:mi></m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i225" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8709;</m:mi>
</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i204"><m:mi>i</m:mi><m:mo>&#8800;</m:mo><m:mi>j</m:mi></m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i227" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>i</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i228" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>j</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>k</m:mi>
</m:math></inline-formula>. Let <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i229" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula> be a smooth cut-off function centered at <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i220"><m:msub><m:mi>&#958;</m:mi><m:mi>i</m:mi></m:msub></m:math></inline-formula> such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i231" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i232" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i233" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mi>&#949;</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i234" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:mi>&#966;</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">|</m:mo>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>4</m:mn>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:mfrac>
</m:math></inline-formula>. Then </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-119-i235.gif"/></display-formula></p><p> Thus, we have </p><p><display-formula id="M4.2"><m:math name="1687-2770-2012-119-i236" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>=</m:mo>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">lim</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
      <m:mo>&#8594;</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">lim</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>n</m:mi>
      <m:mo>&#8594;</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:mrow>
   <m:mo>&#9001;</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mi>J</m:mi>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>&#8242;</m:mo>
   </m:msubsup>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mi>n</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mi>n</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mi>n</m:mi>
      </m:msub>
      <m:msubsup>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msubsup>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mi>n</m:mi>
      </m:msub>
      <m:msubsup>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msubsup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>&#9002;</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#947;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> From (4.1) and (4.2) we derive that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i237" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:msub>
      <m:mover accent="true">
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
      </m:mover>
      <m:msub>
         <m:mi>&#958;</m:mi>
         <m:mi>i</m:mi>
      </m:msub>
   </m:msub>
   <m:mfrac>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>&#8727;</m:mo>
      </m:msup>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i193"><m:mn>1</m:mn><m:mo>&#8804;</m:mo><m:mi>i</m:mi><m:mo>&#8804;</m:mo><m:mi>k</m:mi></m:math></inline-formula>, and then either <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i239" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> or <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i240" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mfrac>
      <m:mi>N</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula>. On the other hand, from the above arguments, we conclude that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i241" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi>c</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
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         <m:munder>
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   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> If <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i242" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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<m:mo>=</m:mo>
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</m:math></inline-formula> for all <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i243" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>i</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i189"><m:mi>j</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi mathvariant="script">J</m:mi></m:math></inline-formula>, then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i245" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>c</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, which contradicts the assumption that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i246" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>c</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>. On the other hand, if there exists an <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i243"><m:mi>i</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mo stretchy="false">{</m:mo><m:mn>1</m:mn><m:mo>,</m:mo><m:mo>&#8230;</m:mo><m:mo>,</m:mo><m:mi>k</m:mi><m:mo stretchy="false">}</m:mo></m:math></inline-formula> such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i248" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>&#8800;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> or there exists a <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i189"><m:mi>j</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi mathvariant="script">J</m:mi></m:math></inline-formula> with <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i250" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:msub>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>&#8800;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, then we infer that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i251" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>c</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:mfrac>
<m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>{</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo>(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>S</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#951;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#955;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#963;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>)</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mrow>
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         <m:mo stretchy="false">/</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
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         <m:msub>
            <m:mi>S</m:mi>
            <m:mrow>
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               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#955;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#963;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>)</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mrow>
         <m:mi>N</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">/</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mo>,</m:mo>
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   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo>(</m:mo>
         <m:msub>
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            <m:mrow>
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               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#955;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#963;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>)</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mrow>
         <m:mi>N</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">/</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:mfrac>
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   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>S</m:mi>
         <m:mrow>
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            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>&#955;</m:mi>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>&#963;</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mi>k</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mi>N</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">/</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> which contradicts our assumptions. Hence, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i252" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
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<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, as <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i253" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>n</m:mi>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula> in <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i57"><m:mi>H</m:mi><m:mo>&#215;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula>.&#8195;&#9633;</p><p>First, under the assumptions (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>), (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i35"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>), we have the following notations: </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i257" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:msub>
            <m:mi>f</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#951;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#955;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#963;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mfrac>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msup>
                  <m:mi>&#964;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>S</m:mi>
                  <m:msub>
                     <m:mi>&#956;</m:mi>
                     <m:mi>k</m:mi>
                  </m:msub>
               </m:msub>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                  <m:mi>&#951;</m:mi>
                  <m:mo>+</m:mo>
                  <m:mi>&#963;</m:mi>
                  <m:msup>
                     <m:mi>&#964;</m:mi>
                     <m:mi>&#946;</m:mi>
                  </m:msup>
                  <m:mo>+</m:mo>
                  <m:mi>&#955;</m:mi>
                  <m:msup>
                     <m:mi>&#964;</m:mi>
                     <m:msup>
                        <m:mn>2</m:mn>
                        <m:mo>&#8727;</m:mo>
                     </m:msup>
                  </m:msup>
                  <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mfrac>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:msup>
                     <m:mn>2</m:mn>
                     <m:mo>&#8727;</m:mo>
                  </m:msup>
               </m:mfrac>
            </m:msup>
         </m:mfrac>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>></m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>;</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:msub>
            <m:mi>f</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#951;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#955;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#963;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>:</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>></m:mo>
               <m:mn>0</m:mn>
            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:msub>
            <m:mi>f</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#951;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#955;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#963;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>></m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mi>&#963;</m:mi>
         <m:mo>></m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i258" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#964;</m:mi>
   <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> is a minimal point of <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i259" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#951;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#963;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, and therefore a root of the equation </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i260" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mi>&#963;</m:mi>
<m:msup>
   <m:mi>&#964;</m:mi>
   <m:mi>&#946;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#963;</m:mi>
<m:mi>&#946;</m:mi>
<m:msup>
   <m:mi>&#964;</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#946;</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
<m:mi>&#955;</m:mi>
<m:msup>
   <m:mi>&#964;</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>&#8727;</m:mo>
      </m:msup>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
<m:mi>&#951;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><b>Lemma 4.2</b> <it>Suppose that</it> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>) <it>holds</it>. <it>Then we have</it> </p><p indent="1">(i) <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i262" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#951;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#963;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#951;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#963;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#964;</m:mi>
   <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula></p><p indent="1">(ii) <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i263" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#951;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#963;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> <it>has the minimizers</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i264" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>V</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#964;</m:mi>
   <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
</m:msub>
<m:msubsup>
   <m:mi>V</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i265" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>&#949;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <it>where</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i266" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mi>V</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#949;</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> <it>are the extremal functions of</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i267" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>S</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#951;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#955;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#963;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> <it>defined as in</it> (2.2).</p><p/><p><it>Proof</it> The argument is similar to that of <abbrgrp><abbr bid="B6">6</abbr></abbrgrp>.&#8195;&#9633; </p><p><b>Lemma 4.3</b> <it>Under the assumptions of</it> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>), <it>we have</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i269" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo movablelimits="false">sup</m:mo>
<m:mi>J</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msub>
      </m:mrow>
   </m:msub>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
   </m:msub>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msub>
      </m:mrow>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:mfrac>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>S</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mi>&#951;</m:mi>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>&#955;</m:mi>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>&#963;</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:msub>
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mi>k</m:mi>
      </m:msub>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mi>N</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">/</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><it>Proof</it> Suppose (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>) holds. Define the function </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i271" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>J</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msub>
      </m:mrow>
   </m:msub>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
   </m:msub>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msub>
      </m:mrow>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Note that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i272" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mo movablelimits="false">lim</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mo>&#8594;</m:mo>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mi>g</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i273" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> as <it>t</it> is close to 0. Thus, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i274" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mo movablelimits="false">sup</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mo>&#8805;</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mi>g</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is attained at some finite <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i275" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> with <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i276" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>g</m:mi>
   <m:mo>&#8242;</m:mo>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>. Furthermore, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i277" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8242;</m:mo>
</m:msup>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mi>&#949;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8243;</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>, where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i278" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8242;</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i279" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8243;</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> are the positive constants independent of <it>&#949;</it>. By using (1.2), we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i280" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi>g</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mfrac>
            <m:msup>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:mfrac>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:mn>1</m:mn>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msubsup>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msubsup>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:msub>
               <m:mo>&#8747;</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
            </m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>(</m:mo>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:msub>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mrow>
                     <m:mi>&#949;</m:mi>
                     <m:mo>,</m:mo>
                     <m:msub>
                        <m:mi>&#956;</m:mi>
                        <m:mi>k</m:mi>
                     </m:msub>
                  </m:mrow>
               </m:msub>
               <m:msup>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#956;</m:mi>
                  <m:mi>k</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mfrac>
                  <m:msubsup>
                     <m:mi>u</m:mi>
                     <m:mrow>
                        <m:mi>&#949;</m:mi>
                        <m:mo>,</m:mo>
                        <m:msub>
                           <m:mi>&#956;</m:mi>
                           <m:mi>k</m:mi>
                        </m:msub>
                     </m:mrow>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:msubsup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mi>x</m:mi>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
                     <m:msub>
                        <m:mi>&#958;</m:mi>
                        <m:mi>i</m:mi>
                     </m:msub>
                     <m:msup>
                        <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:msup>
                  </m:mrow>
               </m:mfrac>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#955;</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mrow>
                     <m:mi>&#949;</m:mi>
                     <m:mo>,</m:mo>
                     <m:msub>
                        <m:mi>&#956;</m:mi>
                        <m:mi>k</m:mi>
                     </m:msub>
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      <m:mtd>
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               <m:mn>2</m:mn>
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            </m:msup>
         </m:mfrac>
         <m:mrow>
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            <m:mo>+</m:mo>
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            <m:msubsup>
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            </m:msubsup>
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         </m:mrow>
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            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:msup>
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            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Note that </p><p><display-formula id="M4.3"><m:math name="1687-2770-2012-119-i281" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo movablelimits="false">max</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mfrac>
      <m:msup>
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      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
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   </m:msub>
   <m:mo>&#8722;</m:mo>
   <m:mfrac>
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         <m:msup>
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         </m:msup>
      </m:msup>
      <m:msup>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>&#8727;</m:mo>
      </m:msup>
   </m:mfrac>
   <m:msub>
      <m:mi>B</m:mi>
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   </m:msub>
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</m:mrow>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mfrac>
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      <m:msubsup>
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         <m:mrow>
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         </m:mrow>
      </m:msubsup>
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   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mi>N</m:mi>
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      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
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<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>B</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i282" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
</m:mover>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> and so <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i283" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>2</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
<m:msqrt>
   <m:mrow>
      <m:mover accent="true">
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
      </m:mover>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#956;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msqrt>
</m:math></inline-formula>.</p><p>From (4.3), Lemma&#160;4.2 and Lemma&#160;4.3, it follows that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i284" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
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      <m:mtd>
         <m:mi>g</m:mi>
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            <m:mi>&#949;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mfrac>
            <m:mn>1</m:mn>
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         </m:mfrac>
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            <m:mrow>
               <m:mo>(</m:mo>
               <m:mfrac>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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                     </m:msubsup>
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                     <m:msub>
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                     </m:msub>
                     <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
                     <m:msub>
                        <m:mi>u</m:mi>
                        <m:mrow>
                           <m:mi>&#949;</m:mi>
                           <m:mo>,</m:mo>
                           <m:msub>
                              <m:mi>&#956;</m:mi>
                              <m:mi>k</m:mi>
                           </m:msub>
                        </m:mrow>
                     </m:msub>
                     <m:msup>
                        <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:msup>
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                        <m:mi>&#956;</m:mi>
                        <m:mi>k</m:mi>
                     </m:msub>
                     <m:mfrac>
                        <m:msubsup>
                           <m:mi>u</m:mi>
                           <m:mrow>
                              <m:mi>&#949;</m:mi>
                              <m:mo>,</m:mo>
                              <m:msub>
                                 <m:mi>&#956;</m:mi>
                                 <m:mi>k</m:mi>
                              </m:msub>
                           </m:mrow>
                           <m:mn>2</m:mn>
                        </m:msubsup>
                        <m:mrow>
                           <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                           <m:mi>x</m:mi>
                           <m:mo>&#8722;</m:mo>
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                           </m:msub>
                           <m:msup>
                              <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                              <m:mn>2</m:mn>
                           </m:msup>
                        </m:mrow>
                     </m:mfrac>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
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                        <m:mi>&#955;</m:mi>
                        <m:mn>1</m:mn>
                     </m:msub>
                     <m:msubsup>
                        <m:mi>u</m:mi>
                        <m:mrow>
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                           <m:mo>,</m:mo>
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                              <m:mi>&#956;</m:mi>
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                           </m:msub>
                        </m:mrow>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:msubsup>
                     <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
                     <m:mspace width="0.2em"/>
                     <m:mi>d</m:mi>
                     <m:mi>x</m:mi>
                  </m:mrow>
                  <m:msup>
                     <m:mrow>
                        <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                        <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                        <m:mi>&#963;</m:mi>
                        <m:msubsup>
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                        <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
                        <m:msub>
                           <m:mo>&#8747;</m:mo>
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                     <m:mo>,</m:mo>
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         </m:msup>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> so <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i285" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
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<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>. Hence, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i285"><m:mi>g</m:mi><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:msub><m:mi>t</m:mi><m:mi>&#949;</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&lt;</m:mo><m:msup><m:mi>c</m:mi><m:mo>&#8727;</m:mo></m:msup></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i287" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> and </p><p><display-formula id="M4.4"><m:math name="1687-2770-2012-119-i288" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:munder>
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   <m:mrow>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mo>&#8805;</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:mi>g</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">sup</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mo>&#8805;</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:mi>J</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msub>
      </m:mrow>
   </m:msub>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>&#964;</m:mi>
      <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
   </m:msub>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#956;</m:mi>
            <m:mi>k</m:mi>
         </m:msub>
      </m:mrow>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>c</m:mi>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mtext>if&#160;</m:mtext>
<m:mi>&#956;</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#956;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#175;</m:mo>
</m:mover>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>&#8195;&#9633;</p><p><it>Proof of Theorem&#160;1.3</it> Set <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i289" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>c</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mo movablelimits="false">inf</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>h</m:mi>
      <m:mo>&#8712;</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#915;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mo movablelimits="false">max</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mo>&#8712;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">[</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mi>J</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>h</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, where </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i290" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#915;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mrow>
   <m:mo>{</m:mo>
   <m:mi>h</m:mi>
   <m:mo>&#8712;</m:mo>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">[</m:mo>
      <m:mn>0</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mo>&#215;</m:mo>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mi>h</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>=</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>J</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi>h</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>&lt;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>}</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Suppose that (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i27"><m:msub><m:mi mathvariant="script">H</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>) holds. For all <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i292" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mi mathvariant="normal">&#8726;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
</m:math></inline-formula>, from the Young and Hardy-Sobolev inequalities, it follows that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i293" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi>J</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>&#957;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
                  <m:mi>&#957;</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:msup>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mo>&#8727;</m:mo>
               </m:msup>
            </m:msup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
                  <m:mi>&#957;</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:msup>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mo>&#8727;</m:mo>
               </m:msup>
            </m:msup>
            <m:mo>)</m:mo>
         </m:mrow>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8805;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#957;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>&#957;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mo>&#8727;</m:mo>
            </m:msup>
         </m:msup>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> and there exists a constant <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i80"><m:mi>&#961;</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> small such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i295" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>b</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:munder>
   <m:mo movablelimits="false">inf</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#957;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mo>=</m:mo>
      <m:mi>&#961;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:munder>
<m:mi>J</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>J</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Since <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i296" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>J</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula> as <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i297" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula>, there exists <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i298" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i299" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
<m:mo>></m:mo>
<m:mi>&#961;</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i300" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>J</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>. By the mountain-pass theorem <abbrgrp><abbr bid="B14">14</abbr></abbrgrp>, there exists a sequence <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i301" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i302" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>J</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi>c</m:mi>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i303" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>J</m:mi>
   <m:mo>&#8242;</m:mo>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, as <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i253"><m:mi>n</m:mi><m:mo>&#8594;</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi></m:math></inline-formula>.</p><p>From Lemma&#160;4.2 it follows that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i305" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mtable columnalign="right center left" columnspacing="0.2em 0.2em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>&lt;</m:mo>
         <m:mi>c</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">sup</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8712;</m:mo>
               <m:mo stretchy="false">[</m:mo>
               <m:mn>0</m:mn>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:mi>J</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#949;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#956;</m:mi>
                  <m:mi>k</m:mi>
               </m:msub>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:msub>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
         </m:msub>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#949;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>&#956;</m:mi>
                  <m:mi>k</m:mi>
               </m:msub>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:munder>
            <m:mo movablelimits="false">sup</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8805;</m:mo>
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            </m:mrow>
         </m:munder>
         <m:mi>J</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mrow>
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               <m:mo>,</m:mo>
               <m:msub>
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               </m:msub>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo movablelimits="false">min</m:mo>
         </m:msub>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
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               <m:mi>&#949;</m:mi>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:msub>
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                  <m:mi>k</m:mi>
               </m:msub>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&lt;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msup>
            <m:mi>c</m:mi>
            <m:mo>&#8727;</m:mo>
         </m:msup>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> By Lemma&#160;4.1 there exists a subsequence of <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i180"><m:mo stretchy="false">{</m:mo><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:msub><m:mi>u</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub><m:mo>,</m:mo><m:msub><m:mi>&#957;</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo stretchy="false">}</m:mo></m:math></inline-formula>, still denoted by <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i180"><m:mo stretchy="false">{</m:mo><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:msub><m:mi>u</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub><m:mo>,</m:mo><m:msub><m:mi>&#957;</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo stretchy="false">}</m:mo></m:math></inline-formula>, such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i308" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> strongly in <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i57"><m:mi>H</m:mi><m:mo>&#215;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula>. Thus, we get a critical point <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i184"><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>u</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>&#957;</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula> of <it>J</it> satisfying (1.1), and <it>c</it> is a critical value. Set <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i311" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mo>+</m:mo>
</m:msup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo movablelimits="false">max</m:mo>
<m:mo stretchy="false">{</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo stretchy="false">}</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>Replacing respectively <it>u</it>, <it>&#957;</it> with <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i312" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mo>+</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i313" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>&#957;</m:mi>
   <m:mo>+</m:mo>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> in terms of the right-hand side of (1.1) and repeating the above process, we can get a nonnegative nontrivial solution <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i184"><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>u</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>&#957;</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula> of (1.1). If <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i315" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8801;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, we get <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i316" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>&#8801;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> by (1.1) and the assumption <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i317" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>. Similarly, if <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i316"><m:mi>&#957;</m:mi><m:mo>&#8801;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula>, we also have <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-119-i315"><m:mi>u</m:mi><m:mo>&#8801;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula>. There, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i320" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>&#8802;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>. From the maximum principle, it follows that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i321" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#957;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> in &#937;.&#8195;&#9633;</p></sec><sec><st><p>Competing interests</p></st><p>The authors declare that they have no competing interests.</p></sec><sec><st><p>Authors&#8217; contributions</p></st><p>Each of the authors, SK, MF and OKK contributed to each part of this work equally and read and approved the final version of the manuscript.</p></sec></bdy><bm><refgrp><bibl id="B1"><title><p>Solutions to critical elliptic equations with multi-singular inverse square potentials</p></title><aug><au><snm>Cao</snm><fnm>D</fnm></au><au><snm>Han</snm><fnm>P</fnm></au></aug><source>J. Differ. Equ.</source><pubdate>2006</pubdate><volume>224</volume><fpage>332</fpage><lpage>372</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1016/j.jde.2005.07.010</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B2"><title><p>Multiple positive solutions for semilinear elliptic equations involving multi-singular inverse square potentials and concave-convex nonlinearities</p></title><aug><au><snm>Hsu</snm><fnm>TS</fnm></au></aug><source>Nonlinear Anal.</source><pubdate>2011</pubdate><volume>74</volume><fpage>3703</fpage><lpage>3715</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1016/j.na.2011.03.016</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B3"><title><p>On the weighted elliptic problems involving multi-singular potentials and multi-critical exponents</p></title><aug><au><snm>Kang</snm><fnm>D</fnm></au></aug><source>Acta Math. Sin. Engl. Ser.</source><pubdate>2009</pubdate><volume>25</volume><fpage>435</fpage><lpage>444</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1007/s10114-008-6450-7</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B4"><title><p>Some remarks on systems of elliptic equations doubly critical in the whole <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-119-i64" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi mathvariant="double-struck">R</m:mi>
   <m:mi>N</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula></p></title><aug><au><snm>Abdellaoui</snm><fnm>B</fnm></au><au><snm>Felli</snm><fnm>V</fnm></au><au><snm>Peral</snm><fnm>I</fnm></au></aug><source>Calc. Var. Partial Differ. Equ.</source><pubdate>2009</pubdate><volume>34</volume><fpage>97</fpage><lpage>137</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1007/s00526-008-0177-2</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B5"><title><p>On a singular elliptic system at resonance</p></title><aug><au><snm>Bouchekif</snm><fnm>M</fnm></au><au><snm>Nasri</snm><fnm>Y</fnm></au></aug><source>Ann. Mat. Pura Appl.</source><pubdate>2010</pubdate><volume>189</volume><fpage>227</fpage><lpage>240</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1007/s10231-009-0106-9</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B6"><title><p>On the singular elliptic systems involving multiple critical Sobolev exponents</p></title><aug><au><snm>Huang</snm><fnm>Y</fnm></au><au><snm>Kang</snm><fnm>D</fnm></au></aug><source>Nonlinear Anal.</source><pubdate>2011</pubdate><volume>74</volume><fpage>400</fpage><lpage>412</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1016/j.na.2010.08.051</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B7"><title><p>Semilinear systems involving multiple critical Hardy-Sobolev exponents and three singular points</p></title><aug><au><snm>Kang</snm><fnm>D</fnm></au></aug><source>Appl. Math.</source><pubdate>2011</pubdate><volume>218</volume><fpage>4514</fpage><lpage>4522</lpage></bibl><bibl id="B8"><title><p>Existence and asymptotic properties of solutions to elliptic systems involving multiple critical exponents</p></title><aug><au><snm>Kang</snm><fnm>D</fnm></au><au><snm>Peng</snm><fnm>S</fnm></au></aug><source>Sci. China Math.</source><pubdate>2011</pubdate><volume>54</volume><issue>2</issue><fpage>243</fpage><lpage>256</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1007/s11425-010-4131-3</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B9"><title><p>Asymptotic estimates on the extremal functions of a quasi-linear elliptic problem</p></title><aug><au><snm>Kang</snm><fnm>D</fnm></au><au><snm>Huang</snm><fnm>Y</fnm></au><au><snm>Liu</snm><fnm>S</fnm></au></aug><source>J.&#160;South-Central Univ. Natl. Nat. Sci. Ed.</source><pubdate>2008</pubdate><volume>27</volume><issue>3</issue><fpage>91</fpage><lpage>95</lpage><xrefbib><pubid idtype="pmpid" link="fulltext">23350059</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B10"><title><p>First order interpolation inequality with weights</p></title><aug><au><snm>Caffarelli</snm><fnm>L</fnm></au><au><snm>Kohn</snm><fnm>R</fnm></au><au><snm>Nirenberg</snm><fnm>L</fnm></au></aug><source>Compos. Math.</source><pubdate>1984</pubdate><volume>53</volume><fpage>259</fpage><lpage>275</lpage></bibl><bibl id="B11"><note>Cai, M, Kang, D: Concentration-compactness principles for the systems of critical elliptic equations. Acta Math. Sci. Ser. B Engl. Ed. (to appear)</note></bibl><bibl id="B12"><title><p>The concentration-compactness principle in the calculus of variations: the limit case I</p></title><aug><au><snm>Lions</snm><fnm>PL</fnm></au></aug><source>Rev. Mat. Iberoam.</source><pubdate>1985</pubdate><volume>1</volume><fpage>45</fpage><lpage>121</lpage></bibl><bibl id="B13"><title><p>The concentration-compactness principle in the calculus of variations: the limit case II</p></title><aug><au><snm>Lions</snm><fnm>PL</fnm></au></aug><source>Rev. Mat. Iberoam.</source><pubdate>1985</pubdate><volume>1</volume><fpage>145</fpage><lpage>201</lpage></bibl><bibl id="B14"><title><p>Dual variational methods in critical point theory and applications</p></title><aug><au><snm>Ambrosetti</snm><fnm>A</fnm></au><au><snm>Rabinowitz</snm><fnm>PH</fnm></au></aug><source>J. Funct. Anal.</source><pubdate>1973</pubdate><volume>14</volume><fpage>349</fpage><lpage>381</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1016/0022-1236(73)90051-7</pubid></xrefbib></bibl></refgrp></bm> </art>