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    jamp
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2327-4352
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2327-4379
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2024.126131
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jamp-133997
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     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Optimal Insurance with Background Risk under the Ambiguity and Belief Heterogeneity Structure
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Xiaohan
      </surname>
      <given-names>
       Wang
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
   </contrib-group> 
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematics and Statistics, Shandong Normal University, Jinan, China
    </addr-line> 
   </aff> 
   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     07
    </day> 
    <month>
     06
    </month>
    <year>
     2024
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    12
   </volume> 
   <issue>
    06
   </issue>
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    2160
   </fpage>
   <lpage>
    2171
   </lpage>
   <history>
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     <day>
      8,
     </day>
     <month>
      May
     </month>
     <year>
      2024
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      21,
     </day>
     <month>
      May
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      21,
     </day>
     <month>
      June
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date>
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   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    In this paper, we discuss the optimal insurance in the presence of background risk while the insured is ambiguity averse and there exists belief heterogeneity between the insured and the insurer. We give the optimal insurance contract when maxing the insured’s expected utility of his/her remaining wealth under the smooth ambiguity model and the heterogeneous belief form satisfying the MHR condition. We calculate the insurance premium by using generalized Wang’s premium and also introduce a series of stochastic orders proposed by 
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-1">
     [1]
    </xref> to describe the relationships among the insurable risk, background risk and ambiguity parameter. We obtain the deductible insurance is the optimal insurance while they meet specific dependence structures.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Optimal Insurance
    </kwd> 
    <kwd>
      Monotone Hazard Ratio Order
    </kwd> 
    <kwd>
      Smooth Ambiguity Model
    </kwd> 
    <kwd>
      Background Risk
    </kwd> 
    <kwd>
      Belief Heterogeneity Structure
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Since the pioneering work of <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-2">
     [2]
    </xref>, the optimal design of insurance has garnered significant attention in both research and practice, such as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-4">
     [4]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-5">
     [5]
    </xref>. However, these papers are only confined to the single-risk framework. In practice, we always face with incomplete markets, which means that there exist background risk, ambiguity and belief heterogeneity.</p>
   <p>The concept of background risk refers to uninsurable risk, such as earthquakes, tsunamis, floods and other types of risks. The incorporation of background risk into insurance design can be traced back to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-6">
     [6]
    </xref>. Then the articles such as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-7">
     [7]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-8">
     [8]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-9">
     [9]
    </xref> also discuss the optimal insurance contract under background risk.</p>
   <p>As <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-10">
     [10]
    </xref> first proposed, ambiguity was defined as “uncertainty about probability”. Due to the uncertainty factors in the real insurance market, insured always faced with uncertainty of the loss, which means that the probability distribution function of the loss is uncertain. Even with the complete data, it is also difficult to perfectly reduce the value interval of the relevant parameters of the distribution function. Therefore, ambiguity should be taken into account under the insurance design. Then scholars begin to consider the optimal insurance design by using various ambiguity decision models such as Choquet expectational utility model, alpha-max minimum expectational utility model and smooth ambiguity model. In our paper, we use the smooth ambiguity model to discuss the optimal insurance, which has been used in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-11">
     [11]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-12">
     [12]
    </xref>.</p>
   <p>However, in all the aforementioned studies, it is always believed that the policyholder and insurer have the same probability belief about the loss of risk, which means both insured and insurer have the same probability distribution of the loss. But it is unrealistic in the real insurance market. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-13">
     [13]
    </xref> pointed out that the insurance applicant and insurer have differences in risk cognition and attitude towards risk. Moreover, information asymmetry is prevalent in the insurance market. It means that both the insured and insurer possess different information about the underlying loss, so they will inevitably hold different views on the probability distribution of the loss, which leads to belief heterogeneity proposed by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-14">
     [14]
    </xref>. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-15">
     [15]
    </xref> first analyzes the optimal insurance contract with belief heterogeneity. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-15">
     [15]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-16">
     [16]
    </xref> also study the optimal insurance contract by maxing the expected utility of the policyholder. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-9">
     [9]
    </xref> discusses the optimal insurance when the belief heterogeneity satisfied monotone hazard ratio order (MHR). <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-17">
     [17]
    </xref> gives the optimal insurance contract under both the background risk and the belief heterogeneity.</p>
   <p>This paper proceeds to discuss the optimal contract in the presence of background risk, belief heterogeneity and ambiguity. We utilize the knowledge of stochastic sequences to depict the correlation among insurable risk, background risk and ambiguity structural parameter.</p>
   <p>Our contributions are as follows. First, we introduce a series of stochastic orders definitions and utilize the model in Section 2. Then, the optimal insurance contract is proposed in Section 3. In addition, under the different random order conditions among the insurable risk, background risk and ambiguity structure parameter, we also obtain that the optimal insurance strategy takes the form of stop-loss insurance when the heterogeneous belief satisfies the MHR condition in Section 4. Finally, a conclusion is given in Section 5.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-"></xref>2. Model Design</title>
   <p>An insured with initial wealth w is facing insurable risk X and background risk Y, which are two random variables defined on a common probability space 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          ℙ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The insured is endowed with beliefs given by subjective probability measure P while the insurer is endowed with beliefs given by subjective probability measure Q. Under this condition, the insured and the insurer have heterogeneous beliefs, and there exist many hypotheses about the form of heterogeneous beliefs. In this paper, we use the monotone hazard ratio order condition (MHR).</p>
   <p>Definition 2.1. Given 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the distribution function of the risk random variable X under the insurance subjective belief probability measure Q is lower than that under the insured subjective belief probability measure P in terms of MHR condition, then we say the heterogeneous belief is called to be satisfied MHR condition, which is described in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-1">
     [1]
    </xref>, and it can be given as follows.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>is decreasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        max 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        inf 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            ≤ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        inf 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            ≤ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The monotone hazard order condition means that as the value of survival function x increases, the rate of decline of the insurer’s survival function is higher than that of the insured, which means that compared with the insured, the insurer is more optimistic about the occurrence of high loss distribution than the insured. MHR condition is widely used in the research of finance and economy, such as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-18">
     [18]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-19">
     [19]
    </xref>.</p>
   <p>For the enhancement of risk mitigation, the insured will choose to purchase insurance. The insured facing with risk X allocates the risk 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to the insurer and bears the risk 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> himself. The purpose of our article is to seek the optimal formal function expression of the ceded loss function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> while maxing the expected utility of the insured’s surplus wealth. In order to exclude ex post moral hazard, as it shown in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-4">
     [4]
    </xref>, we assume both 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are increasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn> 
         <mo>
           &lt; 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which is called the incentive compatible constraint. In order to optimize the set of ceded loss functions, we use the principle of indemnity suggested in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-2">
     [2]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-3">
     [3]
    </xref>, which can be given as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thus we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℱ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℱ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mn> 
       <mo>
         | 
       </mo>0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1, 
      </mn> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The premium is calculated under the probability belief of the insurer. Apply the principle of generalized Wang’s premium, the premium can be expressed as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (2.1)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is an increasing and concave function satisfied 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The Wang’s premium principle has many excellent properties, such as addidivity, consistency and homomonotone additivity. And when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the Wang’s premium principle turns into Expected value premium, when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the premium principle turns into Dual premium principle. When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, it turns into Gini premium principle. When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, it turns into TVaR premium principle. Thus setting the insurance analyze by using the Wang’s premium principle is more representative.</p>
   <p>Then the insured’s final wealth can be given by</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>And in order to describe the uncertainty of the distribution of X, according to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-11">
     [11]
    </xref>, we assume that the distribution of X depends on a random variable parameter Θ and it takes n possible values named 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and the distribution functions of X conditional on 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> can be defined as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.2)</p>
   <p>Then under different possible probability distributions of X, we obtain the expected utility of the insured’s surplus wealth can be given by</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            Y 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             Π 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the insurer’s altitudes to risk and Θ devotes the uncertainty. However, it cannot represent the ultimate expected utility of the insured’s surplus wealth because of the influence of the insured’s altitude towards ambiguity. The famous experiment given by Ellsberg’s (1961) reveals the existence of ambiguity aversion, it means that ambiguity will slow down the increase of insured’s expected utility when the insured detest ambiguity while accelerate the increase of insured’s expected utility when the insured perfect ambiguity. According to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-20">
     [20]
    </xref>, we utilize the function Φ to describe the insured’s preference and aversion to ambiguity, which can be given by</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              Y 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               Π 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                I 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a concave function, it represents ambiguity aversion, when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a convex function, it represents ambiguity preference, and when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, it represents ambiguity neutrality. To sum up, we can express the optimization goal of maximizing the expected utility of the insured’s surplus wealth as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          max 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℱ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Φ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.3)</p>
   <p>which is called the smooth ambiguity model proposed by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-20">
     [20]
    </xref>. This model makes a great separation of the insured’s attitude to ambiguity, attitude to risk and ambiguity, thus it is more significant for research and application.</p>
   <p>Then for the further discussions, we will proceed to introduce a series of definitions and inferences of random increasing in stochastic sequences stated in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-1">
     [1]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-21">
     [21]
    </xref>, which will serve as an effective tool for elucidating the intricate relationship between background risk, insurable risk and ambiguity structural parameter.</p>
   <p>Definition 2.2. Let X and Y be two random variables.</p>
   <p>1. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in y for any x, random variable X is said to be stochastically increasing in random variable Y, denoted as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2. Define the survival functions of X and Y as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then X is said to be smaller than Y in the stochastic order if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, denoted as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Corollary 2.1. The following properties can be given due to the stochastic order.</p>
   <p>1. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x for any y and any increasing function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x for any y and for any decreasing function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x for any y and for any increasing function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x for any y and for any decreasing function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>3. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in y for any x, then X is called to be right tail increasing in Y, denoted as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>4. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we can conclude 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-"></xref>3. Optimal Insurance Design</title>
   <p>In this section, we first propose that the solution to (2.3) exists and is unique. Then the optimal indemnity schedules are characterized in Theorem 3.1, and by applying Theorem 3.1, we study optimal insurance contract under different dependence structures among X, Y and Θ.</p>
   <p>Lemma 3.1. If one of the following conditions is satisfied, the optimal solution to problem (2.3) is unique and exists.</p>
   <p>1. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and Q is absolutely continuous with respect to P.</p>
   <p>2. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>The proof of Theorem 2.1 and Theorem 2.2 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-17">
     [17]
    </xref> can provide the proof of this lemma. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>Then we let</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="double-struck">
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               { 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               } 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (3.1)</p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Π 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>thus we obtain the following conclusion.</p>
   <p>Theorem 3.1. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the optimal strategy for problem (2.3) if and only if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> meet the following condition</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              ≥ 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (3.2)</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represented the optimal insurance strategy under problem (2.3), for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, define 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with constant 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0,1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, thus we obtain</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                Φ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       W 
                     </mi> 
                     <mover accent="true"> 
                      <mi>
                        I 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ^ 
                      </mo> 
                     </mover> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mi>
                    Θ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>because of the optimality of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. This inequality can be written as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                Φ 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      W 
                    </mi> 
                    <mover accent="true"> 
                     <mi>
                       I 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ^ 
                     </mo> 
                    </mover> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               × 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     X 
                   </mi> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     Y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     + 
                   </mo> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      I 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ^ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      X 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                     <mo>
                       + 
                     </mo> 
                     <mi>
                       α 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      E 
                    </mi> 
                    <mi>
                      g 
                    </mi> 
                    <mi>
                      Q 
                    </mi> 
                   </msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      [ 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mover accent="true"> 
                      <mi>
                        I 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ^ 
                      </mo> 
                     </mover> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        X 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ] 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    I 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ^ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  I 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
              </msubsup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
              </msubsup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  I 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    I 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ^ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mstyle displaystyle="true"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
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                   ∫ 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    ∞ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow /> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    X 
                  </mi> 
                  <mo>
                    &gt; 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <munderover> 
               <mtext>
                   
               </mtext> 
               <mrow /> 
               <mrow /> 
              </munderover> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mi>
                 Q 
               </mi> 
              </msubsup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mstyle displaystyle="true"> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
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                     ∫ 
                   </mo> 
                   <mn>
                     0 
                   </mn> 
                   <mi>
                     ∞ 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                </mstyle> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <msup> 
                   <mrow /> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ′ 
                   </mo> 
                  </msup> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     { 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      X 
                    </mi> 
                    <mo>
                      &gt; 
                    </mo> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     } 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
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        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    I 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ^ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mstyle displaystyle="true"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mo>
                   ∫ 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
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                   ∞ 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
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              </mtext> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     { 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      X 
                    </mi> 
                    <mo>
                      &gt; 
                    </mo> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     } 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    α 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    Q 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      X 
                    </mi> 
                    <mo>
                      &gt; 
                    </mo> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow /> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ′ 
                 </mo> 
                </msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      I 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ^ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
               <mi>
                 ∞ 
               </mi> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   { 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    X 
                  </mi> 
                  <mo>
                    &gt; 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   } 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mi>
                g 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  Q 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    X 
                  </mi> 
                  <mo>
                    &gt; 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow /> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mi>
             ∞ 
           </mi> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    I 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ^ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 { 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 } 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow /> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    I 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ^ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             * 
           </mo> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow /> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>thus we obtain condition (3.1) must be satisfied, which supports the sufficiency of the theorem.</p>
   <p>If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfy (3.2), we obtain</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Φ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Φ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                 <mo>
                   * 
                 </mo> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                   <mo>
                     * 
                   </mo> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
               <mo>
                 * 
               </mo> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mrow></mrow> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (3.3)</p>
   <p>The first two inequalities due to the concavity of the functions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. According to given conditions, (3.3) is always positive. Thus we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, which means that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mo>
           * 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Thus we obtain the necessity of the theorem. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>Define 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        inf 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, it means that from the perspective of the insurer, he believes the probability of a loss below 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then we can infer the following proposition.</p>
   <p>Proposition 3.1. If the value of X is less than 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, then under the optimal objective (2.3), the insured will no longer purchase insurance.</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>First, when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, by using the condition that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a concave function and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we conclude 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, thus we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 { 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 } 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Therefore, when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, according to Theorem 3.1, we conclude 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Naturally, in order to maximize the wealth utility of the insured, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>Proposition 3.2. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x, then we can draw the conclusion that the deductible insurance can be the optimal insurance strategy.</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> holds for all 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, by using Proposition 3.2, we conclude the optimal ceded loss function is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>If there exist x that satisfies the condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then we define 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        inf 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, thus we obtain that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents the optimal ceded loss function.</p>
   <p>When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. When 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mn> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Thus we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow></mrow> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. By using Theorem 3.1, we conclude 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mn> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, which can finish the proof. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>During all the different forms of insurance that may meet the condition (3.2), we select the deductible insurance because of its concise and clear form, which is convenient for us to carry out further research. In addition, deductible insurance has been proved to be the optimal insurance in many other cases, such as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-22">
     [22]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-23">
     [23]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-24">
     [24]
    </xref>, and it is the most widely used and studied insurance strategy.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-"></xref>4. Optimal Insurance Strategies under Different Dependencies of X, Y and Θ</title>
   <p>In this section, we conclude the optimal insurance contract is deductible insurance under the MHR condition and different stochastic orders among X, Y and Θ.</p>
   <p>For example, if a patient with sickle cell anemia has obtained appropriate medical insurance, the loss resulting from the illness can be considered as an insurable risk X. However, individuals with sickle cell anemia have a significantly reduced probability of developing an uninsurable disease malaria, which means that Y is stochastically decreasing in X. And we assume the value probability of X can be decided by Θ. We can conduct our discussions by setting different relationships between X and Θ.</p>
   <p>Proposition 4.1. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfy MHR condition, and the relationships among X, Y and Θ can be described as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then the optimal insurance strategy is deductible insurance.</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>We first take the derivative of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
                <mo>
                  &gt; 
                </mo> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (4.1)</p>
   <p>Then by using the condition that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfy MHR condition, we obtain</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>is decreasing in x, which means that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0, 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>thus we can infer</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              P 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>The last inequation dues to the fact that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x, it means that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x, thus we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, we conclude (4.1) is always positive, it means that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x, and we can simplify 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Then we record</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mn> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mn> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, so the original formula can be written as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mn>
        . 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>By applying the double expectation in X, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> can be written as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             { 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       W 
                     </mi> 
                     <mi>
                       I 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mi>
                    X 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             } 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then by using Corollary 2.1, we conclude that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Π 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in y. Therefore, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math> because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. And by applying the condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing, we conclude that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math>. Also because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mn> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x. During the conclusion that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mn> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mn> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x, it means that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x. Therefore, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x, together with Proposition 3.2, we can finish the proof. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>Proposition 4.2. If X, Y and Θ satisfy the conditions that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then the optimal insurance strategy is no insurance, which means 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>Note that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mn> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mn> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  E 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       W 
                     </mi> 
                     <mi>
                       I 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mi>
                    X 
                  </mi> 
                  <mo>
                    = 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  Θ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                X 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>And 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in y and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, thus we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math> due to the condition 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Then because of the monotonicity of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we infer 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math>. Together with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x. Thus 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then we draw the conclusion that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, so the optimal insurance strategy is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>However, in the real risk market, there also exists positive correlation between X and Y, for instance, a study by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-25">
     [25]
    </xref> found that the insurable risk crop losses X are distributed according to a Pareto distribution with parameters 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The increase in crop losses will lead to a decrease in the processing of agricultural products, but the loss of agricultural products cannot be insured. Thus the insurable risk and background risk have positive relationship. With the classification of different dependencies between insurable risk and ambiguity parameter, we can reach the following conclusions in different cases.</p>
   <p>Proposition 4.3. Assume 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfy MHR condition, if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then the optimal insurance strategy is deductible insurance.</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>According to Proposition 4.1, we only need to prove that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x in order to prove the validity of this conclusion. By using the double expectation formula to the numerator of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                E 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 [ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     W 
                   </mi> 
                   <mi>
                     I 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  X 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ] 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             Φ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                Θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>During the equation 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we conclude 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Π 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in y. Also, by using the conditions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a decreasing function, we conclude that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          Θ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math>. So 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, as we all know that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, thus we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               Φ 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                 <mi>
                   I 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x, which can prove the original proposition. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
   <p>Proposition 4.4. If 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfy MHR condition, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then the optimal insurance is deductible insurance.</p>
   <p>Proof.</p>
   <p>Similar to the previous proof, we use the double expectation formula in X to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we can obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Also because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↑ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Π 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in y, we obtain 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mi>
             I 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in x, then we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               W 
             </mi> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
            </msub> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mn> 
          <mi>
            Θ 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       θ 
     </mi> 
    </math> because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is decreasing. Together with the condition that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Θ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ↓ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we conclude that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 W 
               </mi> 
               <mi>
                 I 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mn> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mn> 
            <mi>
              Θ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mn> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mn> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x. Also,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            X 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              X 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>is increasing in x because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfied MHR condition, which lead to the conclusion that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is increasing in x, so the proof of this proposition has been completed. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ■ 
     </mo> 
    </math></p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-"></xref>5. Conclusion</title>
   <p>In this paper, we demonstrate the continued validity of the sufficient and necessary condition for optimal insurance strategy proposed by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-11">
     [11]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.133997-17">
     [17]
    </xref> in the presence of background risk, ambiguity structure, and heterogeneous belief. Subsequently, when assuming the belief heterogeneity satisfied monotone hazard ratio order (MHR), we obtain the optimal insurance strategy is deductible insurance under specific relationships among X, Y and Θ.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
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