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    am
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Applied Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2152-7385
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   <issn publication-format="print">
    2152-7393
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/am.2024.157027
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    am-134647
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     <subject>
      Articles
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    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
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    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Existence of Entropy Solution for Degenerate Parabolic-Hyperbolic Problem Involving p(x)-Laplacian with Neumann Boundary Condition
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Mohamed Karimou
      </surname>
      <given-names>
       Gazibo
      </given-names>
     </name> 
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      <sup>1</sup>
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    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Duni Yegbonoma Frédéric
      </surname>
      <given-names>
       Zongo
      </given-names>
     </name> 
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      <sup>2</sup>
     </xref>
    </contrib>
   </contrib-group> 
   <aff id="aff1">
    <addr-line>
     aLaboratoire de Mathématiques Fondamentales et Applications (LMFA), Département de Mathématiques, École Normale Supérieure, Université Abdou Moumouni de Niamey, Niamey, Niger
    </addr-line> 
   </aff> 
   <aff id="aff2">
    <addr-line>
     aLaboratoire Interdisciplinaire de Recherche en Sciences Appliquées (LIRSA), École Normale Supérieure, Burkina Faso
    </addr-line> 
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   <pub-date pub-type="epub">
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     11
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     2024
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   <volume>
    15
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   <issue>
    07
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    463
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      4,
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      April
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      2024
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    <date date-type="published">
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      16,
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      April
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      2024
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    <date date-type="accepted">
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      16,
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     <month>
      July
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     <year>
      2024
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    <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>
    We consider a strongly non-linear degenerate parabolic-hyperbolic problem with p(x)-Laplacian diffusion flux function. We propose an entropy formulation and prove the existence of an entropy solution.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Lebesgue and Sobolev Spaces with Variable Exponent
    </kwd> 
    <kwd>
      Weak Solution
    </kwd> 
    <kwd>
      Entropy Solution
    </kwd> 
    <kwd>
      Degenerate Parabolic-Hyperbolic Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Conservation Law
    </kwd> 
    <kwd>
      Leray Lions Type Operator
    </kwd> 
    <kwd>
      Neumann Boundary Condition
    </kwd> 
    <kwd>
      Existence Result
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>In this paper, we consider the following non-linear degenerate parabolic-hyperbolic problem:</p>
   <p>
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        P 
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        ) 
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      </mtext> 
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      </mtext> 
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         { 
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               t 
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              − 
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                   | 
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                  <mo>
                    ∇ 
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                     u 
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                     ) 
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                  p 
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                   x 
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                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
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                  − 
                </mo> 
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                ∇ 
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                − 
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                f 
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              in 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
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              , 
            </mo> 
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                , 
              </mo> 
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                x 
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             </mrow> 
             <mo>
               ) 
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            <mo>
              = 
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            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
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               x 
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            <mtext>
              in 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
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               ( 
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                f 
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                 ( 
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                 u 
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                 ) 
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                − 
              </mo> 
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                  <mo>
                    ∇ 
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                  <mi>
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                     u 
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                     ) 
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                 </mrow> 
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                   | 
                 </mo> 
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               </mrow> 
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                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <mrow> 
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                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
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                   ) 
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                  − 
                </mo> 
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                ∇ 
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              </mi> 
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                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Σ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Here Ω is a smooth bounded open domain in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> with smooth boundary 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> the unit normal to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> outward to Ω and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is the unknown function, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is a fixed time. The initial data 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is assumed to be bounded measurable. This mean</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi> 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.1)</p>
   <p>We assume that the convection flux:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msup> 
      <mtext>
        is continuous 
      </mtext> 
      <mtext>
        . 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> (1.2)</p>
   <p>Moreover, we suppose that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            max 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          max 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> will be an invariant domain of the solution of (P) and then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            max 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (1.3)</p>
   <p>With hypothesis (1.3), according to (1.1), one can take 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            max 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-1">
     [1]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-3">
     [3]
    </xref>). As in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-2">
     [2]
    </xref>, the diffusion flux function φ is continuous and nondecreasing assumed to be constant on certain interval of values of u. There exists a closed set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            max 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> is strictly increasing on 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            max 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        \ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and the Lebesgue measure of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is zero.</p>
   <p>Our non-linear partial differential equations includes the particular hyperbolic conservation law. The only notion of weak solution do not leads to well-possessedness and we need an entropy formulation (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-4">
     [4]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-5">
     [5]
    </xref>).</p>
   <p>The function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a continuous function. The associated operator 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
        div 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a prototype of Leray-Lions operator acting from 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The variable exponent p depend on the space variable x. The particular case where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> was treated in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-2">
     [2]
    </xref>. The interest motivation of the study of this kind of problem is due to the fact that they can model various phenomena which arise in the study of elastic mechanic (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-6">
     [6]
    </xref>), electro-rheological fluids (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-7">
     [7]
    </xref>) or image restoration (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-8">
     [8]
    </xref>).</p>
   <p>We propose an entropy formulation for (P). This entropy formulation generalizes the notion of entropy solution of <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-2">
     [2]
    </xref>. In this entropy formulation, the boundary condition is taken in a weak sense, which makes it easy to overcome difficulties in the treatment of the boundary condition. For the proof of the existence of an entropy solution, we approach the problem (P) by regularizing the data so that the approximate problem is non-degenerate. Thanks to a priori estimations, we show that the sequence of solutions converges towards an entropy process solution which coincides with the entropy solution.</p>
   <p>This article consists of four additional sections. In the second section, we introduce some basic properties of the generalized Lebesgue-Sobolev spaces with variable exponent. In section 3, we propose an entropy formulation for problem (P) and prove existence in section 4. We end with a conclusion and perspectives.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Lebesgue and Sobolev Space with Variable Exponent</title>
   <p>This section is devoted to basic property of Lebesgue and Sobolev spaces with variable exponent, that depend on x. Let us recall some elementary properties:</p>
   <p>The measurable function</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mtext>
        such that 
      </mtext> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (1.4)</p>
   <p>where</p>
   <p><img width="293.27548806941434" src="https://html.scirp.org/file/7405249-rId65.svg?20240719032046"> (1.5)</img></p>
   <p>We define the Lebesgue space with variable exponent 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as the set of all measurable functions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for which the convex modular</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>If the exponent is bounded, i.e., if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then the expression</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        inf 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>defines a norm in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, called the Luxembourg norm.</p>
   <p>The space 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a separable Banach space. Moreover, if 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is uniformly convex, hence reflexive, and its dual space is isomorphic to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is a conjugate exponent of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>With exponent variable, we have a kind of Hölder type inequality:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <msup> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Let</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1.6)</p>
   <p>which is a Banach space equipped with the following norm</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.7)</p>
   <p>The space 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mo>
             . 
           </mo> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a separable and reflexive Banach space.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Entropy Formulation</title>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. Definition of Entropy Solution</title>
    <p>Definition 3.1</p>
    <p>A measurable function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is weak solution of (P) if for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> such that 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ξ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <msub> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mo>
                 ∫ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msup> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      | 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ∇ 
                     </mo> 
                     <mi>
                       ϕ 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mi>
                        u 
                      </mi> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      | 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     p 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </mrow> 
                 </msup> 
                 <mo>
                   ∇ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ⋅ 
               </mo> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 ξ 
               </mi> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (1.8)</p>
    <p>Definition 3.2</p>
    <p>A weak solution is called entropy solution of (P) if: 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>; 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the following inequality holds</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mtext>
              sign 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mtext>
           ​ 
         </mtext> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            ℋ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (1.9)</p>
    <p>Remark 3.3</p>
    <p>Notice that if 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> then</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. (1.10)</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Entropy Process Solution</title>
    <p>In this subsection, let us introduce a notion of entropy process solution based upon the so-called “nonlinear 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> weak 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
        ⋆ 
      </mo> 
     </math> convergence” property, which is well-known in the equivalent framework of the notion of measure-valued solution developed earlier by Tartar and Diperna (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-9">
      [9]
     </xref>).</p>
    <p>Definition 3.4</p>
    <p>A measurable bounded function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is called entropy process solution of evolution problem (P) if for 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            W 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∩ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mtext>
              sign 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mtext>
             ​ 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            ℋ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mn>
           0. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (1.11)</p>
    <p>Remark 3.5</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           × 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is referred to as the “process function”; it is related to the distribution function of the Young measure.</p>
    <p>We have only considered α-independent data 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. In this case, the notion of entropy process solution is just a technical tool that permits to bypass the lack of strong compactness of sequences of approximate solutions.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Existence of Entropy Solution</title>
   <p>This main result is the following problem:</p>
   <p>Theorem 4.1</p>
   <p>Assume that (1.1), (1.2), (1.3) and (1.4) holds. There exists an entropy process solution to (P).</p>
   <p>Proof</p>
   <p>Contrarily to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-2">
     [2]
    </xref> due to the strong non-linearity and the presence of p(x)-Laplacian operator, it seem difficult to apply the viscosity approximation but we can approximate problem (P) by regularized f and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> by a family of sequence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converge to f uniformly on compact set as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converges to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> almost everywhere. Then, refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-10">
     [10]
    </xref> there exists a weak solution 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in the following sense</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mtext>
        div 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        div 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mi>
               ϵ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (1.12)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> a source term. By technique of doubling the time variable, we obtained a 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> contraction property and comparison principle for weak solution of regularized problem. Moreover 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> verifies the entropy inequality with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>From now, we have that the following quantities are uniformly bounded in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϵ 
     </mi> 
    </math>: 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ; 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the time and space translate of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Indeed, let:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 . 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>It is easy to see that the function L is a solution of regularized problem with x-constant data 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The comparison principle mentioned ensures that a.e. on Q</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Next, we use 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as a test function in (1.12). The product between 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is handled using the usual chain rule argument (see, e.g. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-11">
     [11]
    </xref>) can be adapted to space 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, where the relevant duality is between the space 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the space 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ⋆ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Here we are also exploiting the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> bound on 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in a straightforward fashion to treat the term 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; but notice that using the Green Gauss trick (1.21) below, we can supply a finer analysis of this term.</p>
   <p>For the space translate estimate, we first use (1.12) to get, for a.e. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 δ 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ϵ 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     ϵ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       ϕ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       ϵ 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         ϵ 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    p 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msup> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ϵ 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     ϵ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                ⋅ 
              </mo> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                ξ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (1.13)</p>
   <p>Taking 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and integrating in t, using the two previously obtained estimates, we deduce that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Q 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ϵ 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  δ 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ϵ 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.14)</p>
   <p>Now, let W be a common for all 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϵ 
     </mi> 
    </math> concave modulus of continuity for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> on 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and Π be its inverse. Set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Π 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        Π 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> be a inverse of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        Π 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>. One can see that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        ¯ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> is concave, continuous and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         W 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Set 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
              <mo>
                ¯ 
              </mo> 
             </mover> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  Π 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      ϕ 
                    </mi> 
                    <mi>
                      ϵ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      ϕ 
                    </mi> 
                    <mi>
                      ϵ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      z 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
            </msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               Π 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Π 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Π 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Π 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore (1.14) implies</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                Q 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ϵ 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     ϵ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <mi>
                    δ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   ϕ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ϵ 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     ϵ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  ϕ 
                </mi> 
                <mi>
                  ϵ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  ϕ 
                </mi> 
                <mi>
                  ϵ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Thanks to these all estimates and standard compactness results, there exists a (not labelled) sequence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> such that:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> converges strongly in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and pointwise a.e. on Q;</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converges weakly in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converges weakly in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to some limit 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       χ 
     </mi> 
    </math>;</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converges to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in the sense of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>-weak star.</p>
   <p>Let us introduce the function</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
        for a 
      </mtext> 
      <mtext>
        .e 
      </mtext> 
      <mtext>
        . 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.15)</p>
   <p>Thanks to the convergence of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>, we can identify the limit of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Moreover, since 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is converging strongly, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is actually independent of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and equals 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Using distributional derivatives, we also identify the limit of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>We have now come to the main step of the proof of this Theorem, namely to improve the weak convergence of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to strong convergence, and to identify the weak limit of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               ϵ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where u is defined in (1.15); of course, the chief difficulty comes from the lack of strong convergence of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>We begin by specifying the test function in (1.12) as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, yielding</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〈 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               ζ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              〉 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            ζ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  ϕ 
                </mi> 
                <mi>
                  ϵ 
                </mi> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    ϵ 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mi>
              ϵ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               ζ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          ζ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (1.16)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is nonincreasing with 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Denote by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the integral in the left hand side. Next, we pass to the limit into the weak formulation (1.12), obtaining</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          div 
        </mtext> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mtext>
          div 
        </mtext> 
        <mi>
          χ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mtext>
          in 
        </mtext> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mo>
            ; 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             W 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (1.17)</p>
   <p>In (1.17), we take 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as test function, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, u is defined in (1.15), and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ζ 
     </mi> 
    </math> is as specified above. The result is</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            〈 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            〉 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          ζ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          χ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          ζ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mi>
        ζ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (1.18)</p>
   <p>Denote by 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> the integrals in the left hand side of (1.18)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          lim 
        </mi> 
        <mi>
          inf 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.19)</p>
   <p>A crucial role is played by the following calculation, which reveals that the lack of strong convergence of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is not an obstacle. Indeed,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mstyle displaystyle="true"> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mo>
                   ∫ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Ω 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mrow> 
                 <mtext>
                   div 
                 </mtext> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mstyle> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </msubsup> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mstyle displaystyle="true"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mo>
                   ∫ 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mi>
                   μ 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mstyle> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (1.20)</p>
   <p>Because for a.e 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>By similar (simpler) arguments and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ; 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           W 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we also have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mtext>
              div 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               ϵ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mi>
              ϵ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (1.21)</p>
   <p>Consequently, we can make 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (for each 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>) vanish.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〈 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               ϕ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               ζ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              〉 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
               </msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ζ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <mstyle displaystyle="true"> 
                  <mrow> 
                   <msubsup> 
                    <mo>
                      ∫ 
                    </mo> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </msubsup> 
                   <mi>
                     μ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </mstyle> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     t 
                   </mi> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     , 
                   </mo> 
                   <mi>
                     α 
                   </mi> 
                   <mtext>
                     d 
                   </mtext> 
                   <mi>
                     α 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mrow> 
                <mstyle displaystyle="true"> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mo>
                     ∫ 
                   </mo> 
                   <mn>
                     0 
                   </mn> 
                   <mi>
                     μ 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mi>
                    ϕ 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mstyle> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ζ 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mi>
            lim 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mi>
                      ϵ 
                    </mi> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     ϕ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     ϵ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ζ 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mstyle displaystyle="true"> 
                <mrow> 
                 <msubsup> 
                  <mo>
                    ∫ 
                  </mo> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                 </msubsup> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     ϕ 
                   </mi> 
                   <mi>
                     ϵ 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mstyle> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 s 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mi>
            lim 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              〈 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  ϵ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               ζ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              〉 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mi>
            lim 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <msub> 
         <mi>
           I 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Here we have use the fact that the convex function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> converge uniformly on any compact set of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            ϵ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, due to Jensen's inequality. Then, we have 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>It is clear that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Letting 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ζ 
     </mi> 
    </math> tend to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the desired inequality (1.19) follows from subtracting the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> limit of (1.16) from (1.18) and the above calculations. From (1.19)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (1.22)</p>
   <p>weakly in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> Hence 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        χ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Simultaneously, from the strict monotonicity of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> we deduce that, firstly, the convergence in (1.22) also takes place a.e. in Q; secondly, that (1.19) actually holds with an equality sign. Next</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
        a 
      </mtext> 
      <mtext>
        .e in 
      </mtext> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mi>
                ϵ 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mtext>
        as 
      </mtext> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Hence, we deduce that a subsequence of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
               <mi>
                 ϵ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               | 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converges to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mi>
             ϵ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> strongly in 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. By Vitali theorem yields the strong 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> convergence of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, along a subsequence if necessary, to a limit already identified as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        w 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Finally, uses the continuity of entropy fluxes and non nonlinear 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> weak- 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⋆ 
     </mo> 
    </math> convergence we can pass to the limit in the entropy inequalities corresponding to 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϵ 
     </mi> 
    </math> data and deduce that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is an entropy process solution.</p>
   <p>From now, it remains to prove that entropy process solution is equivalent to entropy solution.</p>
   <p>Theorem 4.2</p>
   <p>Suppose all assumptions (1.1), (1.2), (1.3) and (1.4) holds. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> be an entropy process solution of the problem (P) with initial data 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then it is unique. Moreover, there exists a function 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for a.e. 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof (Sketched)</p>
   <p>The uniqueness of an entropy process solution can be established using Kruzhkov’s method, along the lines of Carrillo. In fact, taking two entropy process solutions 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> with the choice of an appropriate test function we can deduce uniqueness and that it is α–independent this mean that 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
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      <mi>
        u 
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          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and u is an entropy solution of (P).</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusion and Perspective of Uniqueness of Entropy Solution</title>
   <p>In this paper, it is a question of proposing an entropy formulation of the problem (P) and proving the existence of a solution. The approach to achieve this is different from that used in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-2">
     [2]
    </xref> and also in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-3">
     [3]
    </xref>. We take advantage of the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> bound of the sequence of solutions and some a priori estimates to show that the sequence of approximate solutions converges towards a notion of solution called entropy process solution and this notion coincides with the notion of entropy solution.</p>
   <p>The question of uniqueness deserves to be looked at. Two difficulties may appear: first, the doubling of variables method (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-4">
     [4]
    </xref>) is not adapted because of the presence of 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then it is difficult as in the papers <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-2">
     [2]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.134647-3">
     [3]
    </xref> to prove that entropy solution is trace regular.</p>
   <p>It is possible to study trace regularity of solution of the stationary problem associated with (P) and to use the arguments of nonlinear semigroup theory.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>A part of this work was done during Zongo’s visit to the École Normale Supérieure in Niamey.</p>
  </sec>
 </body><back>
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