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<!DOCTYPE art SYSTEM 'http://www.biomedcentral.com/xml/article.dtd'>
<art><ui>1687-2770-2012-143</ui><ji>1687-2770</ji><fm><dochead>Research</dochead><bibl><title><p>Regularity of global solution to atmospheric circulation equations with humidity effect</p></title><aug><au id="A1" ca="yes"><snm>Luo</snm><fnm>Hong</fnm><insr iid="I1"/><email>lhscnu@163.com</email></au></aug><insg><ins id="I1"><p>College of Mathematics and Software Science, Sichuan Normal University, Chengdu, Sichuan, 610066, China</p></ins></insg><source>Boundary Value Problems</source><issn>1687-2770</issn><pubdate>2012</pubdate><volume>2012</volume><issue>1</issue><fpage>143</fpage><url>http://www.boundaryvalueproblems.com/content/2012/1/143</url><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1186/1687-2770-2012-143</pubid></xrefbib></bibl><history><rec><date><day>1</day><month>6</month><year>2012</year></date></rec><acc><date><day>14</day><month>11</month><year>2012</year></date></acc><pub><date><day>5</day><month>12</month><year>2012</year></date></pub></history><cpyrt><year>2012</year><collab>Luo; 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>global solution</kwd><kwd>regularity</kwd><kwd>atmospheric circulation equations</kwd><kwd>humidity effect</kwd></kwdg><abs><sec><st><p>Abstract</p></st><p>In this article, the regularity of the global solutions to atmospheric circulation equations with humidity effect is considered. Firstly, the formula of the global solutions is obtained by using the theory of linear operator semigroups. Secondly, the regularity of the global solutions to atmospheric circulation equations is presented by using mathematical induction and regularity estimates for the linear semigroups.</p><p><b>MSC: </b>
35D35, 35K20, 35Q35.</p></sec></abs></fm><bdy><sec><st><p>1 Introduction</p></st><p>This paper is concerned with the regularity of solutions to the following initial-boundary problem of atmospheric circulation equations involving unknown functions <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i1" 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>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> at <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i2" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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<m:mo>,</m:mo>
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   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i3" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
<m:mi>&#960;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#215;</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:math></inline-formula> is a period of <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i4" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> field <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i5" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#215;</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:math></inline-formula>): </p><p><display-formula id="M1.1"><graphic file="1687-2770-2012-143-i6.gif"/></display-formula></p><p/><p><display-formula id="M1.2"><graphic file="1687-2770-2012-143-i7.gif"/></display-formula></p><p/><p><display-formula id="M1.3"><graphic file="1687-2770-2012-143-i8.gif"/></display-formula></p><p/><p><display-formula id="M1.4"><graphic file="1687-2770-2012-143-i9.gif"/></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i10" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>P</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i11" 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>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i12" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mover accent="true">
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
</m:mover>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i13" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi>e</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> are constants, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i14" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <it>T</it>, <it>q</it>, <it>p</it> denote velocity field, temperature, humidity and pressure respectively, <it>Q</it>, <it>G</it> are known functions, and <it>&#963;</it> is a constant matrix </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i15" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#963;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo>(</m:mo>
<m:mtable columnalign="center" columnspacing="1em">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi>&#963;</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>&#969;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi>&#969;</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi>&#963;</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
<m:mo>)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>The problems (1.1)-(1.4) are supplemented with the following Dirichlet boundary condition at <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i16" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> and the periodic condition for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i17" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>x</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>: </p><p><display-formula id="M1.5"><graphic file="1687-2770-2012-143-i18.gif"/></display-formula></p><p/><p><display-formula id="M1.6"><graphic file="1687-2770-2012-143-i19.gif"/></display-formula></p><p> and initial value conditions </p><p><display-formula id="M1.7"><m:math name="1687-2770-2012-143-i20" 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>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<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>T</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Partial differential equations (1.1)-(1.7) are presented in atmospheric circulation with humidity effect <abbrgrp><abbr bid="B1">1</abbr></abbrgrp>. Atmospheric circulation is one of the main factors affecting the global climate so it is very necessary to understand and master its mysteries and laws. Atmospheric circulation is an important mechanism to complete the transports and balance of atmospheric heat and moisture and the conversion between various energies. Moreover, it is also the important result of these physical transports, balance and conversion. Thus, it is of necessity to study the characteristics, formation, preservation, change and effects of the atmospheric circulation and master its evolution law, which is not only the essential part of human&#8217;s understanding of nature, but also a helpful method of changing and improving the accuracy of weather forecasts, exploring global climate change, and making effective use of climate resources. </p><p> The atmosphere and ocean around the earth are rotating geophysical fluids, which are also two important components of the climate system. The phenomena of the atmosphere and ocean are extremely rich in their organization and complexity, and a lot of them cannot be produced by laboratory experiments. The atmosphere or the ocean or the couple atmosphere and ocean can be viewed as initial and boundary value problems <abbrgrp><abbr bid="B2">2</abbr><abbr bid="B3">3</abbr><abbr bid="B4">4</abbr><abbr bid="B5">5</abbr></abbrgrp>, or an infinite dimensional dynamical system <abbrgrp><abbr bid="B6">6</abbr><abbr bid="B7">7</abbr><abbr bid="B8">8</abbr></abbrgrp>. We deduce atmospheric circulation models which are able to show the features of atmospheric circulation and are easy to be studied from the very complex atmospheric circulation model based on the actual background and meteorological data, and we present global solutions of atmospheric circulation equations with the use of the <it>T</it>-weakly continuous operator <abbrgrp><abbr bid="B1">1</abbr></abbrgrp>. In <abbrgrp><abbr bid="B9">9</abbr></abbrgrp>, the steady state solutions to atmospheric circulation equations with humidity effect are studied. A&#160;sufficient condition of the existence of the steady state solutions to atmospheric circulation equations is obtained, and the regularity of the steady state solutions is verified. In this article, we investigate the regularity of the solutions to atmospheric circulation equations (1.1)-(1.7).</p><p>The paper is organized as follows. In Section&#160;2, we present preliminary results. In Section&#160;3, we present the formula of the solution to the atmospheric circulation equations. In Section&#160;4, we obtain the regularity of the solutions to equations (1.1)-(1.7).</p><p><inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i21" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mo>&#8901;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>X</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> denotes the norm of the space <it>X</it>, and <it>C</it>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i22" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> are variable constants.</p></sec><sec><st><p>2 Preliminaries</p></st><p>We consider the divergence form of the linear elliptic equation </p><p><display-formula id="M2.1"><m:math name="1687-2770-2012-143-i23" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>L</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>D</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mi>D</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>b</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mi>D</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>c</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>f</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i24" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>b</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>c</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>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i25" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>f</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</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>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i26" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>j</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i27" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is uniformly elliptic, <it>i.e.</it>, there exist constants <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i28" 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:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i29" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mi>&#958;</m:mi>
   <m:mi>j</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mi>&#958;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>&#958;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>The problem (2.1) is supplemented with the following Dirichlet boundary condition: </p><p><display-formula id="M2.2"><m:math name="1687-2770-2012-143-i30" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:msub>
   <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mi>&#8706;</m:mi>
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><b>Lemma 2.1</b> <abbrgrp><abbr bid="B10">10</abbr></abbrgrp> (Theory of linear elliptic equations) </p><p><it>Let</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i31" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> <it>be a</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i32" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> <it>field</it>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i33" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>a</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>i</m:mi>
      <m:mi>j</m:mi>
   </m:mrow>
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<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i34" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>b</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>c</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <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>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i35" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>f</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>L</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i36" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. <it>If</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i37" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
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   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> <it>is a solution of Eqs</it>. (2.1), (2.2), <it>then</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i38" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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      <m:mi>u</m:mi>
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   <m:msup>
      <m:mi>W</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>p</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:msup>
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<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
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         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
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      </m:msup>
   </m:msub>
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         <m:mi>f</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mi>p</m:mi>
      </m:msup>
   </m:msub>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>W</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>p</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
   </m:msub>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i39" 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> <it>depends on</it> <it>n</it>, <it>p</it>, <it>&#955;</it>, &#937; <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i40" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>0</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>-<it>norm or</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i41" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>-<it>norm of the coefficient functions</it>.</p><p>We consider the Stokes equation </p><p><display-formula id="M2.3"><m:math name="1687-2770-2012-143-i42" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#956;</m:mi>
         <m:mi mathvariant="normal">&#9651;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>p</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>f</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo>div</m:mo>
         <m:mi>u</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:mi>u</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mrow>
               <m:mi>&#8706;</m:mi>
               <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p><b>Lemma 2.2</b> <abbrgrp><abbr bid="B11">11</abbr><abbr bid="B12">12</abbr></abbrgrp> (ADN theory of the Stokes equation) </p><p><it>Let</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i43" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>f</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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      <m:mi>k</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
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   </m:mrow>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i44" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>k</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i45" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>k</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>. <it>If</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i46" 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>p</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
</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> (<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i47" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula>) <it>is a solution of Eq</it>. (2.3), <it>then the solution</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i48" 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>p</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>k</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>k</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
</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>, <it>and</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i49" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <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:mi>W</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>k</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>p</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:msup>
</m:msub>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
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   </m:mrow>
   <m:msup>
      <m:mi>W</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>k</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>p</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:msup>
</m:msub>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:mi>f</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>W</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mi>k</m:mi>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>p</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
   </m:msub>
   <m:mo>+</m:mo>
   <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>p</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mi>p</m:mi>
      </m:msup>
   </m:msub>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>W</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mi>k</m:mi>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:mn>2</m:mn>
            <m:mo>,</m:mo>
            <m:mi>p</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
   </m:msub>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i39"><m:mi>C</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> <it>depends on</it> <it>&#956;</it>, <it>n</it>, <it>k</it>, <it>&#945;</it>, &#937;.</p><p>Let <it>X</it> be a linear space, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i51" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i52" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> be two separable reflexive Banach spaces, and <it>H</it> be a Hilbert space. <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i51"><m:msub><m:mi>X</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="1687-2770-2012-143-i52"><m:msub><m:mi>X</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>, and <it>H</it> are completion spaces of <it>X</it> under the respective norm. <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i55" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> are dense embedding. <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i56" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>F</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula> is a continuous mapping. We consider the abstract equation </p><p><display-formula id="M2.4"><m:math name="1687-2770-2012-143-i57" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mfrac>
            <m:mrow>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>u</m:mi>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>t</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:mfrac>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>F</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>&lt;</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo>&lt;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
         <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:mn>0</m:mn>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i58" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i59" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mo stretchy="false">[</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
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<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> is unknown.</p><p><b>Definition 2.3</b> Let <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i58"><m:mi>&#966;</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula> be a given initial value. <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i61" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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<m:mo>,</m:mo>
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   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i62" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula>) is called a global solution of Eq. (2.4) if <it>u</it> satisfies </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i63" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
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      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
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   </m:mrow>
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<m:mi>v</m:mi>
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<m:mi>d</m:mi>
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      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
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   </m:mrow>
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<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>v</m:mi>
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   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><b>Definition 2.4</b> Let <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i64" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
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<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
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   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i65" 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>&#8594;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> is called uniformly weak convergence in <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i66" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi>p</m:mi>
</m:msup>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
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<m:mo>,</m:mo>
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   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> if <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i67" 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 stretchy="false">}</m:mo>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
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   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is bounded, and </p><p><display-formula id="M2.5"><m:math name="1687-2770-2012-143-i68" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>n</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>&#8640;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mtext>in&#160;</m:mtext>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
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         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>X</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:msub>
            <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:msub>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>T</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">&#9001;</m:mo>
                     <m:msub>
                        <m:mi>u</m:mi>
                        <m:mi>n</m:mi>
                     </m:msub>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
                     <m:msub>
                        <m:mi>u</m:mi>
                        <m:mn>0</m:mn>
                     </m:msub>
                     <m:mo>,</m:mo>
                     <m:mi>v</m:mi>
                     <m:mo stretchy="false">&#9002;</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mi>H</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
         <m:mi>v</m:mi>
         <m:mo>&#8712;</m:mo>
         <m:mi>H</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p><b>Definition 2.5</b> A mapping <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i69" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>F</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:mo>&#215;</m:mo>
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<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
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<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula> is called <it>T</it>-weakly continuous if for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i70" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>p</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>p</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>p</m:mi>
   <m:mi>m</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i62"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>T</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi></m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i72" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> uniformly weakly converges to <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i73" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i74" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><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:msubsup>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi>T</m:mi>
</m:msubsup>
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<m:mi>F</m:mi>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>n</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>v</m:mi>
<m:mo stretchy="false">&#9002;</m:mo>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi>T</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo stretchy="false">&#9001;</m:mo>
<m:mi>F</m:mi>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>v</m:mi>
<m:mo stretchy="false">&#9002;</m:mo>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>v</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><b>Lemma 2.6</b> <abbrgrp><abbr bid="B3">3</abbr></abbrgrp> </p><p><it>Assume</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i75" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>F</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula> <it>is</it> <it>T</it>-<it>weakly continuous and satisfies</it>: </p><p indent="1">(A1) <it>there exists</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i70"><m:mi>p</m:mi><m:mo>=</m:mo><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:msub><m:mi>p</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>p</m:mi><m:mi>m</m:mi></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i77" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>p</m:mi>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i78" 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>m</m:mi>
</m:math></inline-formula>), <it>such that</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i79" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">&#9001;</m:mo>
<m:mi>F</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">&#9002;</m:mo>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mi>p</m:mi>
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<m:mo>+</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>f</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>X</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i80" 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>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i81" 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>are constants</it>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i82" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>f</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i62"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>T</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi></m:math></inline-formula>), <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i84" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mo>&#8901;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mi>p</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mo>=</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>m</m:mi>
</m:msubsup>
<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mo>&#8901;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>i</m:mi>
   <m:msub>
      <m:mi>p</m:mi>
      <m:mi>i</m:mi>
   </m:msub>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i85" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mo>&#8901;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> <it>is a seminorm of</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i52"><m:msub><m:mi>X</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i87" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mo>&#8901;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>=</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>m</m:mi>
</m:msubsup>
<m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      <m:mo>&#8901;</m:mo>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>i</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>,</p><p indent="1">(A2) <it>there exists</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i88" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> <it>for any</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i89" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>h</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula> <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i90" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">[</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>X</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i91" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mrow>
   <m:mo>|</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mo>&#8747;</m:mo>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>h</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:msubsup>
   <m:mo stretchy="false">&#9001;</m:mo>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>v</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#9002;</m:mo>
   <m:mspace width="0.2em"/>
   <m:mi>d</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mo>|</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:msup>
   <m:mi>h</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mi>v</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>X</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mtext>&#160;</m:mtext>
   <m:mtext mathvariant="italic">and</m:mtext>
   <m:mtext>&#160;</m:mtext>
</m:mrow>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i39"><m:mi>C</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> <it>depends only on</it> <it>T</it>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i93" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msub>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i94" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msubsup>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msubsup>
<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mi>p</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>t</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i95" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mo movablelimits="false">sup</m:mo>
   <m:mrow>
      <m:mn>0</m:mn>
      <m:mo>&#8804;</m:mo>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mo>&#8804;</m:mo>
      <m:mi>T</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>H</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>.</p><p> <it>Then for any</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i58"><m:mi>&#966;</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:mi>H</m:mi></m:math></inline-formula>, <it>Eq</it>. (2.4) <it>has a global weak solution</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i97" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi>p</m:mi>
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<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mtext>&#160;</m:mtext>
   <m:mtext mathvariant="italic">in</m:mtext>
   <m:mtext>&#160;(A1)</m:mtext>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>If <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i98" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>F</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#215;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mo>&#8727;</m:mo>
</m:msubsup>
</m:math></inline-formula> is Frech&#233;t differentiable, then the regular solution can be presented under some condition.</p><p>We introduce a space sequence </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i99" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>X</m:mi>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
</m:mover>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where <it>X</it>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i51"><m:msub><m:mi>X</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msub></m:math></inline-formula>, <it>H</it> are such as in Lemma&#160;2.6, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i101" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> is a Banach space, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i102" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> is a Hilbert space, and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i103" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> are compact including. There exist a constant <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i104" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> and a nonnegative function <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i105" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> (<inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i62"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>T</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi></m:math></inline-formula>) such that </p><p><display-formula id="M2.6"><graphic file="1687-2770-2012-143-i107.gif"/></display-formula></p><p><display-formula id="M2.7"><graphic file="1687-2770-2012-143-i108.gif"/></display-formula></p><p><b>Lemma 2.7</b> <it>In addition to the assumptions about the existence of a global solution in Lemma&#160;</it>2.6, <it>if</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i75"><m:mi>F</m:mi><m:mo>:</m:mo><m:msub><m:mi>X</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msub><m:mo>&#215;</m:mo><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mn>0</m:mn><m:mo>,</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&#8594;</m:mo><m:msubsup><m:mi>X</m:mi><m:mn>1</m:mn><m:mo>&#8727;</m:mo></m:msubsup></m:math></inline-formula> <it>is Frech&#233;t differentiable and satisfies</it> (2.6), (2.7), <it>then Eq</it>. (2.4) <it>has a unique global solution</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i110" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>for all</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i111" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>.</p><p><b>Lemma 2.8</b> <abbrgrp><abbr bid="B13">13</abbr></abbrgrp> </p><p><it>Let</it> <it>L</it> <it>be a generator of a strongly continuous semigroup</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i112" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. <it>If</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i113" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>Y</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> <it>is a weak solution to the equation</it> </p><p><display-formula id="M2.8"><m:math name="1687-2770-2012-143-i114" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mfrac>
            <m:mrow>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>u</m:mi>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>t</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:mfrac>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>F</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>&lt;</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo>&lt;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
         <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:mn>0</m:mn>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>&#966;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i115" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>F</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>X</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <it>then the solution</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i116" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> <it>can be read as</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i117" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>&#966;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>F</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Note that we used to assume that the linear operator <it>L</it> in (2.8) is a sectorial operator which generates an analytic semigroup <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i112"><m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>t</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula>. It is known that there exists a constant <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i119" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#955;</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> such that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i120" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>L</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#955;</m:mi>
<m:mi>I</m:mi>
</m:math></inline-formula> generates the fractional power operators <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i121" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula> and fractional order spaces <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i122" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> for <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i123" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>, where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i124" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>L</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#955;</m:mi>
<m:mi>I</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Without loss of generality, we assume that &#8466; generates the fractional power operators <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i121"><m:msup><m:mi mathvariant="script">L</m:mi><m:mi>&#945;</m:mi></m:msup></m:math></inline-formula> and fractional order spaces <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i122"><m:msub><m:mi>H</m:mi><m:mi>&#945;</m:mi></m:msub></m:math></inline-formula> as follows: </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i127" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>L</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i128" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>D</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is the domain of <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i129" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>. By the semigroup theory of linear operators (Pazy <abbrgrp><abbr bid="B13">13</abbr></abbrgrp>), we know that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i130" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>&#946;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8834;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> is a compact inclusion for any <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i131" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#946;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mi>&#945;</m:mi>
</m:math></inline-formula>.</p><p><b>Lemma 2.9</b> <abbrgrp><abbr bid="B13">13</abbr><abbr bid="B14">14</abbr><abbr bid="B15">15</abbr></abbrgrp> (Imbedding theorem of factional order spaces) </p><p><it>Let</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i31"><m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi><m:mo>&#8834;</m:mo><m:msup><m:mi>R</m:mi><m:mi>n</m:mi></m:msup></m:math></inline-formula> <it>be a Lipschitz field</it>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i133" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>L</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>p</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi>p</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> <it>be a sectorial operator</it>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i134" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>m</m:mi>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i135" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula>. <it>Then for</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i136" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <it>the fractional order spaces</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i137" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>D</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> <it>satisfy the following relations</it>: </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i138.gif"/></display-formula></p><p> <it>and the inequalities</it> </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i139.gif"/></display-formula></p><p> For sectorial operators, we also have the following properties which can be found in <abbrgrp><abbr bid="B13">13</abbr></abbrgrp>. </p><p><b>Lemma 2.10</b> <it>Let</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i140" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>L</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> <it>be a sectorial operator which generates an analytic semigroup</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i141" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>e</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>t</m:mi>
      <m:mi>L</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>. <it>If all eigenvalues</it> <it>&#955;</it> <it>of</it> <it>L</it> <it>satisfy</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i142" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>Re</m:mo>
<m:mi>&#955;</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> <it>for some real number</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i143" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#955;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <it>then for</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i144" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>L</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <it>we have</it> </p><p indent="1">(1) <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i145" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> <it>is bounded for all</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i123"><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msup><m:mi>R</m:mi><m:mn>1</m:mn></m:msup></m:math></inline-formula> <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i147" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>t</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>,</p><p indent="1">(2) <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i148" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
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   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
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<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
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   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
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<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i149" 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>H</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>,</p><p indent="1">(3) <it>for each</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i147"><m:mi>t</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i151" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msup>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>:</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> <it>is bounded and</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i152" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mrow>
   <m:mo>&#8741;</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:msup>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>&#8741;</m:mo>
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<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
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   <m:mi>t</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
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<m:msup>
   <m:mi>e</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#948;</m:mi>
      <m:mi>t</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where some</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i153" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#948;</m:mi>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i154" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mi>&#945;</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>></m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
</m:math></inline-formula> <it>is a constant only depending on</it> <it>&#945;</it>,</p><p indent="1">(4) <it>the</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i122"><m:msub><m:mi>H</m:mi><m:mi>&#945;</m:mi></m:msub></m:math></inline-formula>-<it>norm can be defined by</it> </p><p><display-formula id="M2.9"><m:math name="1687-2770-2012-143-i156" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:msub>
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   <m:mrow>
      <m:mo>&#8741;</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
         <m:mi>&#945;</m:mi>
      </m:msup>
      <m:mi>x</m:mi>
      <m:mo>&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>H</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p indent="1">(5) <it>if</it> &#8466; <it>is symmetric</it>, <it>for any</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i157" 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>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
</m:math></inline-formula>, <it>we have</it> </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i158" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#9001;</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
         <m:mi>&#945;</m:mi>
      </m:msup>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo>&#9002;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>H</m:mi>
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<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#9001;</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mi>&#945;</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#946;</m:mi>
         </m:mrow>
      </m:msup>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi mathvariant="script">L</m:mi>
         <m:mi>&#946;</m:mi>
      </m:msup>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo>&#9002;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mi>H</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p/></sec><sec><st><p>3 Formula of global solutions</p></st><p>We introduce the spaces </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i159.gif"/></display-formula></p><p>Let </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i160.gif"/></display-formula></p><p>Then Eqs. (1.1)-(1.7) can be rewritten as an abstract equation </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i161" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mfrac>
   <m:mrow>
      <m:mi>d</m:mi>
      <m:mi>&#981;</m:mi>
   </m:mrow>
   <m:mrow>
      <m:mi>d</m:mi>
      <m:mi>t</m:mi>
   </m:mrow>
</m:mfrac>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>L</m:mi>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>F</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><b>Theorem 3.1</b> <it>If</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i162" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<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>T</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</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:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i163" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>Q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>G</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</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>, <it>then the global solution</it> <it>&#981;</it> <it>of Eqs</it>. (1.1)-(1.7) <it>can be read as</it> </p><p><display-formula id="M3.1"><m:math name="1687-2770-2012-143-i164" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msubsup>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>P</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> <it>where</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i112"><m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>t</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula> <it>is an analytic semigroup generated by</it> <it>L</it>, <it>and</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i166" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>P</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>4</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
</m:math></inline-formula> <it>is a Leray projection</it>.</p><p><it>Proof</it> As <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i167" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<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:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>H</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is a weak solution to Eqs. (1.1)-(1.7) <abbrgrp><abbr bid="B1">1</abbr></abbrgrp>, from the H&#246;lder inequality and the Sobolev imbedding theorem, it follows that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i168" 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:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>T</m:mi>
         </m:msubsup>
         <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:msup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo>|</m:mo>
                     <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                     <m:mi>u</m:mi>
                     <m:mo>&#8901;</m:mo>
                     <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
                     <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
                     <m:mi>u</m:mi>
                     <m:mo>|</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mfrac>
                     <m:mn>3</m:mn>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msup>
               <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>2</m:mn>
               <m:mn>3</m:mn>
            </m:mfrac>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>t</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>T</m:mi>
         </m:msubsup>
         <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:msup>
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                     <m:mi>u</m:mi>
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                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
                     <m:mi>u</m:mi>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mfrac>
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         <m:mspace width="0.2em"/>
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      </m:mtd>
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   <m:mtr>
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      <m:mtd>
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      </m:mtd>
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            <m:msup>
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                     <m:mrow>
                        <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                        <m:mi>u</m:mi>
                        <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     </m:mrow>
                     <m:mn>6</m:mn>
                  </m:msup>
                  <m:mspace width="0.2em"/>
                  <m:mi>d</m:mi>
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                  <m:mo>)</m:mo>
               </m:mrow>
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               </m:mfrac>
            </m:msup>
            <m:msup>
               <m:mrow>
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                  <m:msup>
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                        <m:mi>D</m:mi>
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               </m:mrow>
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               </m:mfrac>
            </m:msup>
            <m:mo>]</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>t</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
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         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
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         </m:msub>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>D</m:mi>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
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         <m:mspace width="0.2em"/>
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         <m:mi>C</m:mi>
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            <m:mrow>
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            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:msup>
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               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mn>0</m:mn>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo>;</m:mo>
               <m:msup>
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                  <m:mn>1</m:mn>
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            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msubsup>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i169" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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<m:mi>u</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
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<m:mo>,</m:mo>
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   <m:mfrac>
      <m:mn>3</m:mn>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Hence, </p><p><display-formula id="M3.2"><m:math name="1687-2770-2012-143-i170" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>&#8722;</m:mo>
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<m:mi>&#963;</m:mi>
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<m:msub>
   <m:mi>P</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
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<m:mi>R</m:mi>
<m:mi>T</m:mi>
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<m:mover accent="true">
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
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<m:mi>q</m:mi>
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<m:mover accent="true">
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<m:mo>&#8722;</m:mo>
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<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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<m:mrow>
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   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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   <m:mi>T</m:mi>
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   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>L</m:mi>
      <m:mfrac>
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         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>From the H&#246;lder inequality and the Sobolev imbedding theorem, we see </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-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:msubsup>
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               <m:msup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo>|</m:mo>
                     <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
                     <m:mi>u</m:mi>
                     <m:mo>&#8901;</m:mo>
                     <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
                     <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
                     <m:mi>T</m:mi>
                     <m:mo>|</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mfrac>
                     <m:mn>3</m:mn>
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                  </m:mfrac>
               </m:msup>
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               <m:mi>d</m:mi>
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               <m:mo>]</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mfrac>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mn>3</m:mn>
            </m:mfrac>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>t</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
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      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
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         </m:msubsup>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo>[</m:mo>
               <m:msub>
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                  <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
               </m:msub>
               <m:msup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mi>u</m:mi>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mfrac>
                     <m:mn>3</m:mn>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msup>
               <m:msup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mi>D</m:mi>
                     <m:mi>T</m:mi>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  </m:mrow>
                  <m:mfrac>
                     <m:mn>3</m:mn>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
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               <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>2</m:mn>
               <m:mn>3</m:mn>
            </m:mfrac>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>t</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
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            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
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         </m:msubsup>
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            <m:mo>[</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
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            <m:msup>
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                     </m:mrow>
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      <m:mtd>
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                        <m:mi>D</m:mi>
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               </m:mfrac>
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            <m:msup>
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                  </m:msub>
                  <m:msup>
                     <m:mrow>
                        <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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                     </m:mrow>
                     <m:mn>2</m:mn>
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            </m:msup>
            <m:mo>]</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mspace width="0.2em"/>
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   <m:mtr>
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      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mrow>
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               </m:msubsup>
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               <m:msup>
                  <m:mrow>
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                     <m:mi>D</m:mi>
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                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
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               <m:mi>d</m:mi>
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               <m:mi>d</m:mi>
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            </m:mrow>
            <m:mfrac>
               <m:mn>1</m:mn>
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            </m:mfrac>
         </m:msup>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo>(</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>T</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
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               <m:msup>
                  <m:mrow>
                     <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                     <m:mi>D</m:mi>
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                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
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               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
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               <m:mo>)</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mfrac>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mfrac>
         </m:msup>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:msup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mn>0</m:mn>
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               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo>;</m:mo>
               <m:msup>
                  <m:mi>H</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msup>
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            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mrow>
               <m:msup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msup>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mn>0</m:mn>
               <m:mo>,</m:mo>
               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo>;</m:mo>
               <m:msup>
                  <m:mi>H</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
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            </m:mrow>
         </m:msub>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i172" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
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<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mfrac>
      <m:mn>3</m:mn>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Thus, </p><p><display-formula id="M3.3"><m:math name="1687-2770-2012-143-i173" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
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<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>Q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
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   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>L</m:mi>
      <m:mfrac>
         <m:mn>3</m:mn>
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      </m:mfrac>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Similarly, we have </p><p><display-formula id="M3.4"><m:math name="1687-2770-2012-143-i174" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>G</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>L</m:mi>
      <m:mfrac>
         <m:mn>3</m:mn>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>According to the ADN theory and the theory of linear elliptic equations, we have that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i175" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>L</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo>(</m:mo>
<m:mtable columnalign="center">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi>P</m:mi>
            <m:mi>r</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>p</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
         <m:mi>T</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:mi>e</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
         <m:mi>q</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
<m:mo>)</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> is a sectorial operator and </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i176" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>L</m:mi>
<m:mo>:</m:mo>
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   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>q</m:mi>
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<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
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   </m:msup>
   <m:mo>)</m:mo>
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   <m:mi>W</m:mi>
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      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mi>q</m:mi>
   </m:mrow>
</m:msup>
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<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8594;</m:mo>
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   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi>q</m:mi>
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   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>R</m:mi>
      <m:mn>4</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Therefore, <it>L</it> generates the analytic semigroup <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i112"><m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>t</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula>.</p><p>It follows from (3.2), (3.3), and (3.4) that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i178" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>F</m:mi>
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   <m:mi>L</m:mi>
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   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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      <m:mi>L</m:mi>
      <m:mfrac>
         <m:mn>3</m:mn>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
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   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>R</m:mi>
         <m:mn>4</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Applying Lemma&#160;2.8 yields </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i179" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#981;</m:mi>
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<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
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<m:mo>=</m:mo>
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<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>P</m:mi>
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   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>&#8195;&#9633;</p><p><b>Remark 3.2</b> The analytic semigroup <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i112"><m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>t</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula> generated by <it>L</it> can be read as </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i181" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#934;</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:mtable columnalign="center">
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      <m:mtd>
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         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
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            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
            <m:mn>3</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
<m:mo>)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p><b>Remark 3.3</b> The semigroup generated by Eqs. (1.1)-(1.7) can be rewritten as </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i182" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>(</m:mo>
<m:mtable columnalign="center">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi>u</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi>T</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:mi>q</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
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<m:mo>)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo>(</m:mo>
<m:mtable columnalign="center">
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#981;</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mi>P</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
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            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#981;</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mi>P</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>F</m:mi>
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         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
            <m:mn>3</m:mn>
         </m:msub>
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         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>&#981;</m:mi>
            <m:mn>0</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
            <m:mn>3</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mi>P</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>F</m:mi>
            <m:mn>3</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
<m:mo>)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p></sec><sec><st><p>4 Regularity of global solution</p></st><p><b>Theorem 4.1</b> <it>If</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i183" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
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   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
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   <m:mn>4</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>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="1687-2770-2012-143-i163"><m:mi>Q</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>G</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msup><m:mi>L</m:mi><m:mn>2</m:mn></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>, <it>then Eqs</it>. (1.1)-(1.7) <it>have a unique solution</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i185" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
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<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <it>and</it> </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i186.gif"/></display-formula></p><p> <it>for all</it> <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i62"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>T</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi></m:math></inline-formula>.</p><p><it>Proof</it> Let <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i188" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
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</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i189" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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</m:math></inline-formula>. Define <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i190" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>F</m:mi>
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</m:math></inline-formula> as </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i191" 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:math></display-formula></p><p>Then </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i192" 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:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo>&#8901;</m:mo>
               <m:mi>D</m:mi>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo>&#8901;</m:mo>
               <m:mi>D</m:mi>
               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>Q</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo>&#8901;</m:mo>
               <m:mi>D</m:mi>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>G</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>)</m:mo>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mfrac>
            <m:mn>1</m:mn>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:mfrac>
         <m:msubsup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               <m:mi>&#968;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mi>H</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msubsup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>g</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>&#981;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> for any <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i193" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#968;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i194" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>X</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>. Then (2.7) holds.</p><p>We prove (2.6). </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i195.gif"/></display-formula></p><p> By the interpolation inequality <abbrgrp><abbr bid="B16">16</abbr></abbrgrp>, we see </p><p><display-formula id="M4.1"><m:math name="1687-2770-2012-143-i196" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mfrac>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mn>4</m:mn>
      </m:mfrac>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mfrac>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mfrac>
   </m:msup>
</m:msub>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msup>
      <m:mi>L</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mfrac>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msubsup>
<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mfrac>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msubsup>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> By the imbedding theorem of factional order spaces, we have </p><p><display-formula id="M4.2"><m:math name="1687-2770-2012-143-i197" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><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:msup>
         <m:mrow>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            <m:mi>v</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:mn>4</m:mn>
      </m:msup>
      <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>4</m:mn>
   </m:mfrac>
</m:msup>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:msub>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>v</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msub>
      <m:mi>X</m:mi>
      <m:mfrac>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mn>4</m:mn>
      </m:mfrac>
   </m:msub>
</m:msub>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Then it follows from (4.1) and 4.2) that </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i198.gif"/></display-formula></p><p> Since <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i199" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> is a weak solution to Eqs. (1.1)-(1.7), <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i200" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msubsup>
   <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:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>T</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mrow>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      <m:mi>q</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msubsup>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i62"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>T</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi></m:math></inline-formula>. Then (2.6) and (2.7) hold. From Lemma&#160;2.7, we deduce that the solution <it>&#981;</it> is unique and </p><p><display-formula id="M4.3"><m:math name="1687-2770-2012-143-i202" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msub>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Multiplying (1.1) by <it>u</it> and integrating over &#937;, we get </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i203" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>P</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>P</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:msub>
<m:mi>&#963;</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<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:msub>
      <m:mi>P</m:mi>
      <m:mi>r</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo>&#8722;</m:mo>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>R</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mover accent="true">
      <m:mi>&#954;</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">&#8594;</m:mo>
   </m:mover>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mo>&#8722;</m:mo>
   <m:msub>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mi>t</m:mi>
   </m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <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:math></display-formula></p><p>Using the Young inequality, we obtain </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i204" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>P</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>P</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#963;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
</m:mover>
<m:msub>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:msub>
<m:msup>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>&#949;</m:mi>
<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>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
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   <m:mi>&#949;</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:msub>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
</m:msub>
<m:mrow>
   <m:mo>[</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
      </m:mrow>
      <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:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i205" 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> is a real constant satisfying <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i206" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>P</m:mi>
   <m:mi>r</m:mi>
</m:msub>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#963;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
</m:mover>
<m:mo>&#8805;</m:mo>
<m:mi>&#949;</m:mi>
</m:math></inline-formula>. Then there exists a constant <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i39"><m:mi>C</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i208" 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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>u</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
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   <m:mo>(</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
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         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
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      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Thanks to (4.3), we have </p><p><display-formula id="M4.4"><m:math name="1687-2770-2012-143-i209" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
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<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>R</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>We consider the Stokes equation </p><p><display-formula id="M4.5"><m:math name="1687-2770-2012-143-i210" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mi>p</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>g</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>t</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:mi>g</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi>&#963;</m:mi>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>R</m:mi>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mover accent="true">
            <m:mi>R</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
         </m:mover>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mover accent="true">
            <m:mi>&#954;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">&#8594;</m:mo>
         </m:mover>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mfrac>
            <m:mn>1</m:mn>
            <m:mrow>
               <m:mi>P</m:mi>
               <m:mi>r</m:mi>
            </m:mrow>
         </m:mfrac>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>&#8901;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo>div</m:mo>
         <m:mi>u</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:mi>u</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
         <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:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mi>&#960;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> From (4.3), (4.4), and the Sobolev imbedding theorem, we find that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i211" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi>q</m:mi>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i212" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
</m:math></inline-formula>. By the ADN theorem, Eq. (4.5) has a solution </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i213" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>W</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>q</m:mi>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>R</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i214" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i215" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Using the ADN theorem, we obtain </p><p><display-formula id="M4.6"><m:math name="1687-2770-2012-143-i216" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mi>u</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:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mi>H</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msup>
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            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mi>p</m:mi>
         <m:mo>&#8712;</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mi>L</m:mi>
            <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
         </m:msup>
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         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mi>H</m:mi>
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         </m:msup>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p>Multiplying (1.2) by <it>T</it> and integrating over &#937;, we get </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i217" 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>
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         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
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         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
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      </m:mtd>
      <m:mtd>
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            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
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         </m:msub>
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         <m:mi>Q</m:mi>
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         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
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   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
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      <m:mtd>
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         <m:msup>
            <m:mrow>
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               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:msup>
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            <m:mrow>
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               <m:mn>1</m:mn>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
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            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
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         <m:mrow>
            <m:mo>[</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mi>Q</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
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            </m:msup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
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                     <m:mi>T</m:mi>
                     <m:mi>t</m:mi>
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                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <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:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i205"><m:mi>&#949;</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> is a constant. Then there exists a constant <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i39"><m:mi>C</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i220" 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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>T</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
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<m:mi>C</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
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         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:mi>Q</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>T</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Using (4.3), we have </p><p><display-formula id="M4.7"><m:math name="1687-2770-2012-143-i221" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
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<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
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   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>We consider the elliptic equation </p><p><display-formula id="M4.8"><m:math name="1687-2770-2012-143-i222" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>f</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:msub>
            <m:mi>f</m:mi>
            <m:mn>1</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>&#8901;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>Q</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>T</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>T</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mi>&#960;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> It follows from (4.3), (4.7), and the Sobolev imbedding theorem that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i223" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi>q</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>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i224" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mn>1</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
</m:math></inline-formula>. Using the theory of linear elliptic equations, Eq. (4.8) has a solution </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i225" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>W</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mi>q</m:mi>
      </m:mrow>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i226" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i227" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Using the theory of linear elliptic equations, we have that </p><p><display-formula id="M4.9"><m:math name="1687-2770-2012-143-i228" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Multiplying (1.3) by <it>q</it> and integrating over &#937;, we get </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i229" 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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>G</m:mi>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>q</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>&#949;</m:mi>
         <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>q</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:msup>
            <m:mi>&#949;</m:mi>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:mrow>
         </m:msup>
         <m:msub>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mrow>
            <m:mo>[</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:mi>G</m:mi>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
                  <m:msub>
                     <m:mi>q</m:mi>
                     <m:mi>t</m:mi>
                  </m:msub>
                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <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:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> where <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i205"><m:mi>&#949;</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> is a constant. Then there exists a constant <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i39"><m:mi>C</m:mi><m:mo>&gt;</m:mo><m:mn>0</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i232" 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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
      <m:mi>q</m:mi>
      <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>x</m:mi>
<m:mo>&#8804;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:msubsup>
      <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:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:mi>Q</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>+</m:mo>
   <m:msubsup>
      <m:mrow>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>q</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
      </m:mrow>
      <m:msup>
         <m:mi>L</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:msubsup>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Using (4.3), we have </p><p><display-formula id="M4.10"><m:math name="1687-2770-2012-143-i233" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:msup>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>We consider the elliptic equation </p><p><display-formula id="M4.11"><m:math name="1687-2770-2012-143-i234" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo>{</m:mo>
<m:mtable>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>f</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:msub>
            <m:mi>f</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>u</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mi>u</m:mi>
         <m:mo>&#8901;</m:mo>
         <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mi>G</m:mi>
         <m:mo>&#8722;</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>q</m:mi>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msub>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mspace width="1em"/>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd columnalign="left">
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
         <m:mi>&#960;</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>=</m:mo>
         <m:mi>q</m:mi>
         <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
         <m:mn>0</m:mn>
         <m:mo>,</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mi>x</m:mi>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msub>
         <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Using the arguments similar to those for (4.8), we get </p><p><display-formula id="M4.12"><m:math name="1687-2770-2012-143-i235" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>It follows from (4.6), (4.9), and (4.12) that </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i236.gif"/></display-formula></p><p>&#8195;&#9633;</p><p><b>Theorem 4.2</b> <it>If</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i237" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<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>T</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>k</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>4</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i238" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>Q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>G</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>k</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>, <it>then Eqs</it>. (1.1)-(1.7) <it>have a higher regular solution</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i239" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> <it>and</it> </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i240.gif"/></display-formula></p><p> <it>for</it> <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i241" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&lt;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:math></inline-formula>.</p><p><it>Proof</it> We prove the theorem using mathematical induction.</p><p>If <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i242" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>k</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i243" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<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>T</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
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   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>4</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i244" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>Q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>G</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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>, then <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i183"><m:msub><m:mi>&#981;</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>=</m:mo><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>T</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>,</m:mo><m:msub><m:mi>q</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msup><m:mi>H</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msup><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:msup><m:mi>R</m:mi><m:mn>4</m:mn></m:msup><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&#8745;</m:mo><m:msub><m:mi>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="1687-2770-2012-143-i163"><m:mi>Q</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>G</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msup><m:mi>L</m:mi><m:mn>2</m:mn></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>. Using Theorem&#160;4.1, we find that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i247" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
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<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>4</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>Thanks to the Sobolev imbedding theorem, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i248" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8618;</m:mo>
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   <m:mi>W</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:mn>4</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8618;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>C</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</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> if <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i249" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>n</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
</m:math></inline-formula>. We obtain </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i250.gif"/></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i251" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i252" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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>.</p><p>We have from the formula (3.1) </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i253" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
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<m:mo>=</m:mo>
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<m:msub>
   <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
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<m:mi>t</m:mi>
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   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
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<m:mo>+</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msubsup>
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   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then there exists <it>&#945;</it> satisfying <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i88"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i255" 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:mrow>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
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                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mrow>
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                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mi>&#945;</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <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:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
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                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
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               <m:mi>t</m:mi>
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               <m:mi>&#964;</m:mi>
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                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mn>1</m:mn>
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                  <m:mi>&#945;</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
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   <m:mtr>
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            <m:mrow>
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               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
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               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mn>1</m:mn>
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               </m:mrow>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
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               <m:msub>
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               <m:mi>t</m:mi>
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               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
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                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
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               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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                        <m:mi>&#945;</m:mi>
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                     <m:mn>2</m:mn>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
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            <m:msubsup>
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               </m:mrow>
            </m:msubsup>
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         <m:msub>
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               </m:msubsup>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Thus, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i256" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
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   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i257" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>H</m:mi>
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      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> in Eq. (4.5). By the ADN theory, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i258" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
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      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i259" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
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<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i260" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
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<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
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   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>.</p><p>We have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i261" 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:msub>
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               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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               <m:msub>
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               </m:msub>
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               <m:mi>t</m:mi>
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               <m:msub>
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               <m:msubsup>
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                  <m:mn>0</m:mn>
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               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
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               </m:msub>
               <m:msub>
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               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
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               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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               <m:mn>1</m:mn>
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         </m:msub>
      </m:mtd>
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   <m:mtr>
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      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
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               </m:msubsup>
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               </m:msub>
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               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
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               </m:msub>
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               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
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               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
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               </m:msub>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
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         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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                  <m:mfrac>
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                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
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                  <m:mn>1</m:mn>
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               <m:mi>&#964;</m:mi>
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                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:mrow>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
            <m:msubsup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mfrac>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
                     <m:mi>&#945;</m:mi>
                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mfrac>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
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                  <m:mn>1</m:mn>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
                     <m:mfrac>
                        <m:mi>&#945;</m:mi>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:mfrac>
                  </m:mrow>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i262" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i263" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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> in Eq. (4.5). Using the ADN theory, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i264" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i265" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>p</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</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, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i266" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</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:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i267" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>p</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:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i268" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">[</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">]</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i269" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">]</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> from the formula (3.1).</p><p>Similarly, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i270" 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>|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo>&#8901;</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo>|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>4</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#9651;</m:mi>
               <m:mi>T</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
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         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
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</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i271" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i272" 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>.</p><p>We have from the formula (3.1) </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i273" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then there exists <it>&#945;</it> satisfying <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i88"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i275" 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:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
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               <m:mrow>
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            </m:msup>
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      </m:mtd>
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   <m:mtr>
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      <m:mtd>
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      </m:mtd>
      <m:mtd>
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         <m:mo>+</m:mo>
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                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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                  <m:mn>2</m:mn>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
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         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
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      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
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      <m:mtd>
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      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
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                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:mrow>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
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               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msub>
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            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
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         <m:msub>
            <m:mrow>
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                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
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               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i276" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i277" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> in Eq. (4.8). It follows from the linear elliptic equation <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i278" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
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      <m:mn>3</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i279" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i280" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>.</p><p>Then </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i281" 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:mrow>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>T</m:mi>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>T</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
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               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>T</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
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               </m:msubsup>
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               <m:msub>
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               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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                  <m:mfrac>
                     <m:mn>3</m:mn>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:mrow>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
            <m:msubsup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
               <m:mfrac>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
                     <m:mi>&#945;</m:mi>
                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mfrac>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
                     <m:mfrac>
                        <m:mi>&#945;</m:mi>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:mfrac>
                  </m:mrow>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i282" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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>. We obtain that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i283" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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> in Eq. (4.8). Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i284" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</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> from the theory of linear elliptic equations. Thus, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i285" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</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:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. From the formula (3.1), <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i286" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">[</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">]</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i287" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">]</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>Similarly, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i288" 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>|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo>&#8901;</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mo>|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <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 mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>4</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#9651;</m:mi>
               <m:mi>q</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:msup>
            <m:mrow>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               <m:mi>u</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:mn>2</m:mn>
         </m:msup>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>x</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mrow>
            <m:mo>(</m:mo>
            <m:msubsup>
               <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:mi>W</m:mi>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>,</m:mo>
                     <m:mn>4</m:mn>
                  </m:mrow>
               </m:msup>
               <m:mn>4</m:mn>
            </m:msubsup>
            <m:mo>+</m:mo>
            <m:munder>
               <m:mo movablelimits="false">sup</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
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         </m:mrow>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i289" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i290" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>We have from the formula (3.1) </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i291" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then there exists <it>&#945;</it> satisfying <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i88"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i293" 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>
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      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
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         </m:msubsup>
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            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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                  <m:mfrac>
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                        <m:mi>&#945;</m:mi>
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                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
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               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
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                  <m:mn>3</m:mn>
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         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
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      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
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                  </m:mfrac>
               </m:mrow>
            </m:msubsup>
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         <m:msub>
            <m:mrow>
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                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
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                  <m:mi>F</m:mi>
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               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
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         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i294" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
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   <m:mrow>
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      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i295" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> in Eq. (4.11). Thus, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i296" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
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   <m:mi>H</m:mi>
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      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> from the theory of linear elliptic equations. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i297" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
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   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i298" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>.</p><p>Thus, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i299" 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:mrow>
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               <m:msub>
                  <m:mi>q</m:mi>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>q</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>q</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
                  <m:mfrac>
                     <m:mn>3</m:mn>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:mrow>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
            <m:msubsup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>3</m:mn>
               <m:mfrac>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
                     <m:mi>&#945;</m:mi>
                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mfrac>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mn>3</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>&#8722;</m:mo>
                     <m:mfrac>
                        <m:mi>&#945;</m:mi>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:mfrac>
                  </m:mrow>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i300" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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>. We see <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i301" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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> in Eq. (4.11). Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i302" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</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> from the theory of linear elliptic equations. Thus, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i303" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</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:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>. We have <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i304" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">[</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">]</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i305" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:mi>C</m:mi>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mn>0</m:mn>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo stretchy="false">]</m:mo>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> from the formula (3.1).</p><p>It follows from Eq. (4.5) that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i306" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#963;</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>R</m:mi>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
</m:mover>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#954;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#8594;</m:mo>
</m:mover>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mrow>
      <m:mi>P</m:mi>
      <m:mi>r</m:mi>
   </m:mrow>
</m:mfrac>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Clearly, the right-hand side of the above equality is continuous in <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i307" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</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="1687-2770-2012-143-i308" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>p</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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mn>2</m:mn>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>If <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i309" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>k</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>m</m:mi>
</m:math></inline-formula>, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i310" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<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>T</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>4</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula>, and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i311" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>Q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>G</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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>, then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i312" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>&#981;</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<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>T</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mn>4</m:mn>
</m:msup>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8745;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i313" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>Q</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>G</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
</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>. From the hypothesis of mathematical induction, we see <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i314" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
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<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
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<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula>.</p><p>By the Sobolev imbedding theorem, we have <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i315" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
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<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
</m:math></inline-formula> if <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i249"><m:mi>n</m:mi><m:mo>=</m:mo><m:mn>2</m:mn></m:math></inline-formula>. Then it follows from the Sobolev imbedding theorem and the interpolation inequality that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i317" 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:msup>
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            </m:munderover>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo>|</m:mo>
                  <m:msup>
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                  </m:msup>
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                  <m:mo>|</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:msup>
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                  <m:mo>|</m:mo>
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                     <m:mrow>
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                  <m:mo>|</m:mo>
               </m:mrow>
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            <m:mo>+</m:mo>
            <m:msup>
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                  <m:mo stretchy="false">|</m:mo>
               </m:mrow>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
            <m:msup>
               <m:mrow>
                  <m:mo>|</m:mo>
                  <m:msup>
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                  <m:mo>|</m:mo>
               </m:mrow>
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               <m:mo>)</m:mo>
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            <m:mfrac>
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               <m:mn>2</m:mn>
            </m:mfrac>
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      <m:mtd/>
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</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i318" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i319" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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</m:math></inline-formula>.</p><p>We have from the formula (3.1) </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i320" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
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<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then there exists <it>&#945;</it> satisfying <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i88"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i322" 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:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mi>m</m:mi>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mi>&#945;</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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                  <m:mn>1</m:mn>
                  <m:mfrac>
                     <m:mrow>
                        <m:mn>2</m:mn>
                        <m:mo>+</m:mo>
                        <m:mi>m</m:mi>
                        <m:mo>&#8722;</m:mo>
                        <m:mi>&#945;</m:mi>
                     </m:mrow>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:mrow>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
            <m:msubsup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mrow>
                  <m:mn>1</m:mn>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mfrac>
                     <m:mi>&#945;</m:mi>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:mrow>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>L</m:mi>
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                  <m:mfrac>
                     <m:mi>m</m:mi>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i323" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. We see that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i324" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> in Eq. (4.5). Thus, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i325" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> from the ADN theory. Hence, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i326" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i327" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. Then </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i328" 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:mrow>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <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:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
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               </m:msubsup>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
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         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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            <m:msup>
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               <m:mi>m</m:mi>
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      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
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         </m:msubsup>
         <m:msub>
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                     <m:mfrac>
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                     </m:mfrac>
                  </m:mrow>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
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                  <m:mn>1</m:mn>
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               <m:mi>&#964;</m:mi>
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               <m:msub>
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               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
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         </m:msubsup>
         <m:mrow>
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            <m:msubsup>
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               <m:mn>1</m:mn>
               <m:mfrac>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
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                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mfrac>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mn>1</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>t</m:mi>
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            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
                  <m:mfrac>
                     <m:mrow>
                        <m:mi>m</m:mi>
                        <m:mo>+</m:mo>
                        <m:mn>1</m:mn>
                        <m:mo>&#8722;</m:mo>
                        <m:mi>&#945;</m:mi>
                     </m:mrow>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>1</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i329" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i330" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>g</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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> in Eq. (4.5). Using the ADN theory, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i331" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</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>, and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i332" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>p</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
   </m:mrow>
</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>, we get </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i333" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>R</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="2em"/>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
      </m:mrow>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> From the formula (3.1), we have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i334" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>u</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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>R</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="2em"/>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mi>m</m:mi>
   </m:msup>
   <m:mrow>
      <m:mo>(</m:mo>
      <m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi>
      <m:mo>,</m:mo>
      <m:msup>
         <m:mi>R</m:mi>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:msup>
      <m:mo>)</m:mo>
   </m:mrow>
   <m:mo>)</m:mo>
</m:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Similarly, </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i335.gif"/></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i336" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i337" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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>.</p><p>We have from the formula (3.1) </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i338" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
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</m:math></display-formula></p><p> Then there exists <it>&#945;</it> satisfying <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i88"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i340" 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>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i341" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i342" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> in Eq. (4.8). It follows from the linear elliptic equation <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i343" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> that <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i344" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i345" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. We obtain </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i346" 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:mrow>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>T</m:mi>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>T</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
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               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
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               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
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      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
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            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mrow>
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               <m:msubsup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
                     <m:mfrac>
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                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:mfrac>
                  </m:mrow>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
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         </m:msubsup>
         <m:mrow>
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               <m:mfrac>
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                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
                     <m:mi>&#945;</m:mi>
                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mfrac>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
                  <m:mfrac>
                     <m:mrow>
                        <m:mi>m</m:mi>
                        <m:mo>+</m:mo>
                        <m:mn>1</m:mn>
                        <m:mo>&#8722;</m:mo>
                        <m:mi>&#945;</m:mi>
                     </m:mrow>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>.</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i347" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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>. We have <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i348" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>1</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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> in Eq. (4.8). Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i349" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</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> from the theory of linear elliptic equations. Thus, </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i350" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> From the formula (3.1), we induce </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i351" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>T</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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </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:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="1em"/>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mi>m</m:mi>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>Similarly, </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i352.gif"/></display-formula></p><p> Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i353" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i354" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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>.</p><p>We have from the formula (3.1) </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i355" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>=</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mn>0</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msubsup>
   <m:mo>&#8747;</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msubsup>
<m:msub>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:msub>
   <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>t</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mspace width="0.2em"/>
<m:mi>d</m:mi>
<m:mi>&#964;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Then there exists <it>&#945;</it> satisfying <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i88"><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>&#945;</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mn>1</m:mn></m:math></inline-formula> such that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i357" 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:mrow>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>q</m:mi>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mi>m</m:mi>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mi>&#945;</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>q</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mi>m</m:mi>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mi>&#945;</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>u</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mrow>
                  <m:mi>m</m:mi>
                  <m:mo>&#8722;</m:mo>
                  <m:mi>&#945;</m:mi>
               </m:mrow>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
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                     <m:mn>2</m:mn>
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               </m:msubsup>
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         <m:mspace width="0.2em"/>
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      <m:mtd>
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                  </m:mfrac>
               </m:mrow>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
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         <m:msub>
            <m:mrow>
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                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
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               </m:msub>
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               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
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               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
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         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i358" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
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   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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>. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i359" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> in Eq. (4.11). Thus, <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i360" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
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   <m:mi>H</m:mi>
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      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> from the theory of linear elliptic equations. Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i361" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mo stretchy="false">(</m:mo>
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<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
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<m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i362" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>F</m:mi>
   <m:mn>3</m:mn>
</m:msub>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>&#981;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>1</m:mn>
      <m:mo>&#8722;</m:mo>
      <m:mi>&#945;</m:mi>
   </m:mrow>
</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="1687-2770-2012-143-i363" 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:mrow>
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                  <m:mi>q</m:mi>
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               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mo>=</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>q</m:mi>
                  <m:mn>0</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mo>&#8747;</m:mo>
                  <m:mn>0</m:mn>
                  <m:mi>t</m:mi>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>+</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
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      </m:mtd>
   </m:mtr>
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      <m:mtd>
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      </m:mtd>
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               <m:msub>
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            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
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               <m:msub>
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               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
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               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mspace width="0.2em"/>
               <m:mi>d</m:mi>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>H</m:mi>
               <m:mi>m</m:mi>
            </m:msup>
         </m:msub>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
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                  <m:mn>3</m:mn>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
                     <m:mfrac>
                        <m:mi>m</m:mi>
                        <m:mn>2</m:mn>
                     </m:mfrac>
                  </m:mrow>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi>t</m:mi>
               <m:mo>&#8722;</m:mo>
               <m:mi>&#964;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
   <m:mtr>
      <m:mtd/>
      <m:mtd>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
      </m:mtd>
      <m:mtd>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:msubsup>
            <m:mo>&#8747;</m:mo>
            <m:mn>0</m:mn>
            <m:mi>t</m:mi>
         </m:msubsup>
         <m:mrow>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
            <m:msubsup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>3</m:mn>
               <m:mfrac>
                  <m:mrow>
                     <m:mn>1</m:mn>
                     <m:mo>+</m:mo>
                     <m:mi>&#945;</m:mi>
                  </m:mrow>
                  <m:mn>2</m:mn>
               </m:mfrac>
            </m:msubsup>
            <m:msub>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mn>3</m:mn>
            </m:msub>
            <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
            <m:mi>t</m:mi>
            <m:mo>&#8722;</m:mo>
            <m:mi>&#964;</m:mi>
            <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
            <m:mo>&#8741;</m:mo>
         </m:mrow>
         <m:msub>
            <m:mrow>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
               <m:msubsup>
                  <m:mi>L</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
                  <m:mfrac>
                     <m:mrow>
                        <m:mi>m</m:mi>
                        <m:mo>+</m:mo>
                        <m:mn>1</m:mn>
                        <m:mo>&#8722;</m:mo>
                        <m:mi>&#945;</m:mi>
                     </m:mrow>
                     <m:mn>2</m:mn>
                  </m:mfrac>
               </m:msubsup>
               <m:msub>
                  <m:mi>F</m:mi>
                  <m:mn>3</m:mn>
               </m:msub>
               <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
               <m:mi mathvariant="normal">&#934;</m:mi>
               <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
               <m:mo>&#8741;</m:mo>
            </m:mrow>
            <m:msup>
               <m:mi>L</m:mi>
               <m:mn>2</m:mn>
            </m:msup>
         </m:msub>
         <m:mspace width="0.2em"/>
         <m:mi>d</m:mi>
         <m:mi>&#964;</m:mi>
         <m:mo>&#8804;</m:mo>
         <m:mi>C</m:mi>
         <m:mo>,</m:mo>
      </m:mtd>
   </m:mtr>
</m:mtable>
</m:math></display-formula></p><p> which implies <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i364" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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>. We find <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i365" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msub>
   <m:mi>f</m:mi>
   <m:mn>2</m:mn>
</m:msub>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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> in Eq. (4.11). Then <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i366" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mrow>
      <m:mi>m</m:mi>
      <m:mo>+</m:mo>
      <m:mn>2</m:mn>
   </m:mrow>
</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> from the theory of linear elliptic equations. We have </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i367" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</m:mi>
<m:mo>&#8712;</m:mo>
<m:msup>
   <m:mi>L</m:mi>
   <m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi>
</m:msup>
<m:mrow>
   <m:mo>(</m:mo>
   <m:mo stretchy="false">(</m:mo>
   <m:mn>0</m:mn>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> From the formula (3.1), we see </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i368" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>q</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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>2</m:mn>
      </m:mrow>
   </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:mrow>
<m:mo>,</m:mo>
<m:mspace width="2em"/>
<m:msub>
   <m:mi>q</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">]</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mi>m</m:mi>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p>It follows from Eq. (4.5) that </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i369" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mi>p</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#916;</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mi>&#963;</m:mi>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>R</m:mi>
<m:mi>T</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>R</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#732;</m:mo>
</m:mover>
<m:mi>q</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mover accent="true">
   <m:mi>&#954;</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">&#8594;</m:mo>
</m:mover>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:mfrac>
   <m:mn>1</m:mn>
   <m:mrow>
      <m:mi>P</m:mi>
      <m:mi>r</m:mi>
   </m:mrow>
</m:mfrac>
<m:mo stretchy="false">(</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8901;</m:mo>
<m:mi mathvariant="normal">&#8711;</m:mi>
<m:mo stretchy="false">)</m:mo>
<m:mi>u</m:mi>
<m:mo>&#8722;</m:mo>
<m:msub>
   <m:mi>u</m:mi>
   <m:mi>t</m:mi>
</m:msub>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> Clearly, the right-hand side of the above equality is continuous in <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i370" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:msup>
   <m:mi>H</m:mi>
   <m:mi>m</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>. Then </p><p><display-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i371" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mi>p</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:mi>T</m:mi>
   <m:mo stretchy="false">)</m:mo>
   <m:mo>,</m:mo>
   <m:msup>
      <m:mi>H</m:mi>
      <m:mrow>
         <m:mi>m</m:mi>
         <m:mo>+</m:mo>
         <m:mn>1</m:mn>
      </m:mrow>
   </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:mrow>
<m:mo>.</m:mo>
</m:math></display-formula></p><p> The proof is completed.&#8195;&#9633;</p><p>Since the differentiability of time and of space can be transformed into each other, we obtain</p><p><b>Remark 4.3</b> If <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i237"><m:msub><m:mi>&#981;</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>=</m:mo><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>T</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo>,</m:mo><m:msub><m:mi>q</m:mi><m:mn>0</m:mn></m:msub><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msup><m:mi>H</m:mi><m:mrow><m:mi>k</m:mi><m:mo>+</m:mo><m:mn>2</m:mn></m:mrow></m:msup><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#937;</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:msup><m:mi>R</m:mi><m:mn>4</m:mn></m:msup><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>&#8745;</m:mo><m:msub><m:mi>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="1687-2770-2012-143-i238"><m:mi>Q</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>G</m:mi><m:mo>&#8712;</m:mo><m:msup><m:mi>H</m:mi><m:mi>k</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>, then Eqs. (1.1)-(1.7) have a higher regular solution <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i239"><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>&#981;</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>p</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo><m:mo>=</m:mo><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mi>u</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>T</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>q</m:mi><m:mo>,</m:mo><m:mi>p</m:mi><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:math></inline-formula>, and </p><p><display-formula><graphic file="1687-2770-2012-143-i375.gif"/></display-formula></p><p> for <inline-formula><m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" name="1687-2770-2012-143-i241"><m:mi mathvariant="normal">&#8704;</m:mi><m:mn>0</m:mn><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi>T</m:mi><m:mo>&lt;</m:mo><m:mi mathvariant="normal">&#8734;</m:mi></m:math></inline-formula>, where <it>l</it>, <it>r</it>, <it>&#945;</it>, <it>&#946;</it> are positive integers satisfying <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i377" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>2</m:mn>
<m:mi>l</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>r</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>k</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mn>2</m:mn>
</m:math></inline-formula> and <inline-formula><m:math name="1687-2770-2012-143-i378" xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><m:mn>2</m:mn>
<m:mi>&#945;</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mi>&#946;</m:mi>
<m:mo>=</m:mo>
<m:mi>k</m:mi>
<m:mo>+</m:mo>
<m:mn>1</m:mn>
</m:math></inline-formula>.</p></sec><sec><st><p>Competing interests</p></st><p>The author declares that he has no competing interests.</p></sec></bdy><bm><ack><sec><st><p>Acknowledgements</p></st><p>The author is very grateful to the anonymous referees whose careful reading of the manuscript and valuable comments enhanced presentation of the manuscript. The project is supported by the National Natural Science Foundation of China (11271271), the NSF of Sichuan Science and Technology Department of China (2010JY0057) and the NSF of Sichuan Education Department of China (11ZA102).</p></sec></ack><refgrp><bibl id="B1"><note>Luo, H: Global solution of atmospheric circulation equations with humidity effect (submitted)</note></bibl><bibl id="B2"><aug><au><snm>Ma</snm><fnm>T</fnm></au><au><snm>Wang</snm><fnm>SH</fnm></au></aug><source>Phase Transition Dynamics in Nonlinear Sciences</source><publisher>Springer, New York</publisher><pubdate>2012</pubdate></bibl><bibl id="B3"><aug><au><snm>Ma</snm><fnm>T</fnm></au></aug><source>Theories and Methods in Partial Differential Equations</source><publisher>Science Press, China</publisher><pubdate>2011</pubdate><note>in Chinese</note></bibl><bibl id="B4"><title><p>The general circulation of the atmosphere: a numerical experiment</p></title><aug><au><snm>Phillips</snm><fnm>NA</fnm></au></aug><source>Q. J. R. Meteorol. Soc.</source><pubdate>1956</pubdate><volume>82</volume><fpage>123</fpage><lpage>164</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1002/qj.49708235202</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B5"><title><p>On the solution of problems of atmospheric motion by means of model experiment</p></title><aug><au><snm>Rossby</snm><fnm>CG</fnm></au></aug><source>Mon. Weather Rev.</source><pubdate>1926</pubdate><volume>54</volume><fpage>237</fpage><lpage>240</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1175/1520-0493(1926)54&lt;237:OTSOPO&gt;2.0.CO;2</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B6"><title><p>New formulations of the primitive equations of atmosphere and applications</p></title><aug><au><snm>Lions</snm><fnm>JL</fnm></au><au><snm>Temam</snm><fnm>R</fnm></au><au><snm>Wang</snm><fnm>SH</fnm></au></aug><source>Nonlinearity</source><pubdate>1992</pubdate><volume>5</volume><issue>2</issue><fpage>237</fpage><lpage>288</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1088/0951-7715/5/2/001</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B7"><title><p>On the equations of the large-scale ocean</p></title><aug><au><snm>Lions</snm><fnm>JL</fnm></au><au><snm>Temam</snm><fnm>R</fnm></au><au><snm>Wang</snm><fnm>SH</fnm></au></aug><source>Nonlinearity</source><pubdate>1992</pubdate><volume>5</volume><issue>5</issue><fpage>1007</fpage><lpage>1053</lpage><xrefbib><pubid idtype="doi">10.1088/0951-7715/5/5/002</pubid></xrefbib></bibl><bibl id="B8"><title><p>Models for the coupled atmosphere and ocean. (CAO I,II)</p></title><aug><au><snm>Lions</snm><fnm>JL</fnm></au><au><snm>Temam</snm><fnm>R</fnm></au><au><snm>Wang</snm><fnm>SH</fnm></au></aug><source>Comput. Mech. Adv.</source><pubdate>1993</pubdate><volume>1</volume><issue>1</issue><fpage>5</fpage><lpage>54</lpage></bibl><bibl id="B9"><title><p>Steady state solution to atmospheric circulation equations with humidity effect</p></title><aug><au><snm>Luo</snm><fnm>H</fnm></au></aug><source>J. Appl. Math.</source><pubdate>2012</pubdate><note>doi:10.1155/2012/867310</note></bibl><bibl id="B10"><aug><au><snm>Evens</snm><fnm>LC</fnm></au></aug><source>Partial Differential Equations</source><publisher>Am. Math. Soc., Providence</publisher><pubdate>1998</pubdate></bibl><bibl id="B11"><aug><au><snm>Temam</snm><fnm>R</fnm></au></aug><source>Navier-Stokes Equation and Nonlinear Functional Analysis</source><publisher>SIAM, Philadelphia</publisher><series>
   <title>
      <p>CBMS-NSF Regional Conference Series in Applied Mathematics</p>
   </title>
</series><pubdate>1983</pubdate></bibl><bibl id="B12"><aug><au><snm>Temam</snm><fnm>R</fnm></au></aug><source>Navier-Stokes Equations: Theory and Numerical Analysis</source><publisher>North-Holland, Amsterdam</publisher><pubdate>1979</pubdate></bibl><bibl id="B13"><aug><au><snm>Pazy</snm><fnm>A</fnm></au></aug><source>Semigroups of Linear Operators and Applications to Partial Differential Equations</source><publisher>Springer, Berlin</publisher><series>
   <title>
      <p>Appl. Math. Sci. 44</p>
   </title>
</series><pubdate>2006</pubdate></bibl><bibl id="B14"><aug><au><snm>Ma</snm><fnm>T</fnm></au><au><snm>Wang</snm><fnm>SH</fnm></au></aug><source>Stability and Bifurcation of Nonlinear Evolution Equations</source><publisher>Science Press, China</publisher><pubdate>2007</pubdate><note>in Chinese</note></bibl><bibl id="B15"><aug><au><snm>Ma</snm><fnm>T</fnm></au><au><snm>Wang</snm><fnm>SH</fnm></au></aug><source>Bifurcation Theory and Applications</source><publisher>World Scientific, Singapore</publisher><series>
   <title>
      <p>Nonlinear Science Ser. A 53</p>
   </title>
</series><pubdate>2005</pubdate></bibl><bibl id="B16"><aug><au><snm>Temam</snm><fnm>R</fnm></au></aug><source>Infinite-Dimensional Dynamical Systems in Mechanics and Physics</source><publisher>Springer, New York</publisher><edition>2</edition><series>
   <title>
      <p>Applied Mathematical Science 68</p>
   </title>
</series><pubdate>1997</pubdate></bibl></refgrp></bm> </art>