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  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">
    jamp
   </journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2327-4352
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2327-4379
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2024.1210204
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jamp-136733
   </article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Stability of Standing Waves for the Nonlinear Schrödinger Equation with Mixed Power-Type and Hartree-Type Nonlinearities
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Chunyang
      </surname>
      <given-names>
       Yan
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
   </contrib-group> 
   <aff id="affnull">
    <addr-line>
     aDepartment of Mathematics, Northwest Normal University, Lanzhou, China
    </addr-line> 
   </aff> 
   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     08
    </day> 
    <month>
     10
    </month>
    <year>
     2024
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    12
   </volume> 
   <issue>
    10
   </issue>
   <fpage>
    3439
   </fpage>
   <lpage>
    3457
   </lpage>
   <history>
    <date date-type="received">
     <day>
      12,
     </day>
     <month>
      September
     </month>
     <year>
      2024
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      19,
     </day>
     <month>
      September
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      19,
     </day>
     <month>
      October
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    This paper studies the existence of stable standing waves for the nonlinear Schrödinger equation with Hartree-type nonlinearity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       i
      </mi>
      <msub> 
       <mo>
        ∂
       </mo> 
       <mi>
        t
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
       ψ
      </mi>
      <mo>
       +
      </mo>
      <mtext>
       Δ
      </mtext>
      <mi>
       ψ
      </mi>
      <mo>
       +
      </mo>
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow>
         <mo>
          |
         </mo> 
         <mi>
          ψ
         </mi> 
         <mo>
          |
         </mo>
        </mrow>
       </mrow> 
       <mi>
        p
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
       ψ
      </mi>
      <mo>
       +
      </mo>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow>
           <mo>
            |
           </mo> 
           <mi>
            x
           </mi> 
           <mo>
            |
           </mo>
          </mrow>
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
           −
          </mo>
          <mi>
           γ
          </mi>
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
         ∗
        </mo>
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow>
           <mo>
            |
           </mo> 
           <mi>
            ψ
           </mi> 
           <mo>
            |
           </mo>
          </mrow>
         </mrow> 
         <mn>
          2
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mi>
       ψ
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mn>
       0
      </mn>
      <mo>
       ,
      </mo>
      <mtext>
        
      </mtext>
      <mtext>
        
      </mtext>
      <mtext>
        
      </mtext>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         t
        </mi>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <mi>
         x
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       ∈
      </mo>
      <mrow>
       <mo>
        [
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
         0
        </mn>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <mi>
         T
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       ×
      </mo>
      <msup> 
       <mi>
        ℝ
       </mi> 
       <mi>
        N
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
       .
      </mo>
     </mrow> 
    </math> Where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       ψ
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       ψ
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         t
        </mi>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <mi>
         x
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> is a complex valued function of 
    <math 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>
      <msup> 
       <mi>
        ℝ
       </mi> 
       <mo>
        +
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
       ×
      </mo>
      <msup> 
       <mi>
        ℝ
       </mi> 
       <mi>
        N
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> . The parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       N
      </mi>
      <mo>
       ≥
      </mo>
      <mn>
       3
      </mn>
     </mrow> 
    </math> , 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
       0
      </mn>
      <mo>
       &lt;
      </mo>
      <mi>
       p
      </mi>
      <mo>
       &lt;
      </mo>
      <mfrac> 
       <mn>
        4
       </mn> 
       <mi>
        N
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
       0
      </mn>
      <mo>
       &lt;
      </mo>
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mo>
       &lt;
      </mo>
      <mi>
       min
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        {
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
         4
        </mn>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <mi>
         N
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        }
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> . By using the variational methods and concentration compactness principle, we prove the orbital stability of standing waves.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Nonlinear Schrödinger Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Concentration Compactness Principle
    </kwd> 
    <kwd>
      Orbital Stability 
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>In this paper, we consider the Cauchy problem for the following nonlinear Schrödinger type equations with mixed power-type and Hartree-type nonlinearities.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <msub> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
               <mi>
                 ψ 
               </mi> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msup> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msup> 
              <mo>
                ∗ 
              </mo> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   ψ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               H 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ℝ 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              . 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a complex valued function of 
    <math 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> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. The parameters 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Equation (1) has several</p>
   <p>physical origins and backgrounds, which appeared in many physical models and depended on different parameter configuration. Hartree equation was proposed by Hartree in 1928 to describe the multi-electron wave system. He believed that the multi-electron wave function in the system can be regarded as the product of multiple single-electron wave functions, which can be obtained by calculating the energy minimum by variational method. After improvements by Fock et al., the theory was called Hartree-Fock theory. Since its introduction, Hartree-Fock theory has become a basic tool in many fields, such as quantum physics, chemistry and plasma physics. The Hartree equation is closely related to the nonlinear Schrodinger equation, which is considered to be the Hartree equation in the mean field model. From the intrinsic structure, the Hartree equation can reveal the interaction between electrons more deeply in some specific situations, which makes it unique in dealing with multi-electron systems.</p>
   <p>In recent years, this type of equation has been studied extensively in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-1">
     [1]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-12">
     [12]
    </xref>. Pekar describes the quantum theory of resting polarons in mathematical physics <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-13">
     [13]
    </xref>. For the Hartree-type nonlinearity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          ∗ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, Cho et al. proved the existence and uniqueness of local and global solutions of Equation (1) in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-14">
     [14]
    </xref>, and they also showed the existence of blow-up solutions in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-15">
     [15]
    </xref>. Feng <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-16">
     [16]
    </xref> and Zhu <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-12">
     [12]
    </xref> studied the orbital stability of the standing wave solution of the fractional Schrodinger equation.</p>
   <p>In general, Equation (1) admits a class of special solutions, which are called standing waves, namely the time-periodic solitary waves of the form 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a frequency and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a nontrivial solution satisfies the elliptic equation</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>When considering Equation (2), there are two possible methods in terms of the frequency 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math>. The first one is to fix the frequency 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and the other can obtain the existence of solutions by studying the critical point of the action functional 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>In this case, we are mainly concerned with the existence of minimal action solutions, namely solutions minimizing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> among all nontrivial solutions.</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-"></xref>On the other hand, it is interesting to study solutions for Equation (2), having prescribed 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>-norm. That is, for any given 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, consider solutions of Equation (2) with the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>-norm constrain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Physically, the associated energy function is defined on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> by</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>In particular, the frequency 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is determined as the Lagrange multiplier associated with the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Next, we shall focus on the existence of a ground state and recall this definition.</p>
   <p>Definition 1.1. We say that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a ground state of Equation (2) on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> if it is a solution having minimal energy among all the solutions which belong to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Namely, if </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        inf 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 E 
               </mi> 
               <mo>
                 | 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>-norm is a preserved quantity of the evolution, the variational characterization of these solutions is often extremely useful in analyzing their orbital stability, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-9">
     [9]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-17">
     [17]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-19">
     [19]
    </xref>. Therefore, we decide to study the orbital stability of standing wave solutions by variational properties.</p>
   <p>In particular, for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, there exists a set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> having the property that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are give by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>for a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> that depends only on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we define the following set</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Theorem 1.2. For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then, up to translation, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mover> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
      </mover> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. In particular, the set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is compact in H, and it is orbitally stable.</p>
   <p>Orbital stability emphasizes the relative relationship between orbits, and focuses on whether the relative position of the trajectory of the solution remains stable. It is not required that the orbit tends to a particular state over time. But other stability, such as asymptotic stability requires both the proximity of the initial moment and the eventual tendency towards a particular solution over time.</p>
   <p>Generally speaking, there are two main methods to study the orbital stability of the standing wave solution of the Schrodinger equation. One is to discuss the spectral properties of the operator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mo>
          ″ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and to judge the sign of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the corresponding Lyapunov functional. This is the method for judging the stability of standing wave solutions given by Shatah, Strauss and Grillakis <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-20">
     [20]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-21">
     [21]
    </xref>. This discriminant method is very useful for studying the stability and instability of the standing wave solution of the Schrodinger equation with the homogeneous nonlinear term. However, for the Schrodinger equation with mixed power nonlinear terms such as Equation (1), The calculation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is very difficult. Another method is the research framework for the stability of standing wave solutions established by Cazenave and Lions <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-18">
     [18]
    </xref>, that is, to prove the stability of standing wave solutions by studying the minimization problem under mass constraint. This method uses only two properties: the conservation law of the Schrodinger equation and the compactness of any minimization sequence. And compactness needs to be obtained by proving the concentration compactness principle. Therefore, the research method of Cazenave-Lions has been widely used in the study of the stability of the standing wave solution of the Schrodinger equation, see references <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-18">
     [18]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-22">
     [22]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-23">
     [23]
    </xref>.</p>
   <p>The orbital stability of the standing wave solution is studied mainly by solving the variational problem with fixed mass to obtain the ground state solution, and then using the law of conservation of mass and conservation of energy, the orbital stability of the standing wave solution is established, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-10">
     [10]
    </xref>.</p>
   <p>In physics, the ground state usually refers to the state in which a quantum system reaches its minimal energy. Mathematically, the ground state solution of Equation (2) is the one that gives Equation (1) the minimal energy among all the solutions of Equation (2). It is generally obtained by solving the variational problem of Equation (2), and the corresponding standing wave solution will generally have some stability. The definition of orbital stability of Equation (1) is given below.</p>
   <p>Definition 1.3. We say that the set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is orbitally stable. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a ground state solution to Equation (2) if for each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there is a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> such that </p>
   <p>if initial data 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          inf 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ℳ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then the corresponding solution to Equation (1) with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> satisfies </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          sup 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ℳ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>then the set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of energy minimizers is said to be orbitally stable. Otherwise, it is unstable.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-"></xref>2. Preliminaries</title>
   <p>In this section, we recall some preliminary results that will be used later. Firstly, let us recall the local theory for the Cauchy problem Equation (1) established in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-14">
     [14]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-24">
     [24]
    </xref>.</p>
   <p>Lemma 2.1. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, define Weinstein’s functional </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≠ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≠ 
        </mo> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mstyle displaystyle="true"> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∇ 
                   </mo> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mtext>
                 d 
               </mtext> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is attained at a function R, satisfying</p>
   <p>(i) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is positive in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>(ii) R is a solution of the following equation of the minimal 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>-norm (ground state)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(6)</p>
   <p>(iii) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> Therefore, by the proposition above, we can obtain the following sharp Gagliardo-Nirenberg inequality: for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
   <p>where R is the unique positive ground state solution of Equation (2). For the Hartree nonlinearity, according to the results in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-25">
     [25]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-27">
     [27]
    </xref>, and we consider the following elliptic equation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  W 
                </mi> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   y 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        W 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>In the paper, we also need the following sharp Gagliardo-Nirenberg inequality, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-25">
     [25]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-27">
     [27]
    </xref></p>
   <p>Lemma 2.2. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. For all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, we have </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>where W is a positive ground state solution of Equation (6).</p>
   <p>Lemma 2.3. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-28">
     [28]
    </xref> Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> be a bounded sequence in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> satisfying:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is fixed. Then, there exists a subsequence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> satisfying one of the three possibilities:</p>
   <p>(i) (compactness) there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, namely </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∃ 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        ; 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>(ii) (vanishing)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          sup 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>;</p>
   <p>(iii) (dichotomy) there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> bounded in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
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               u 
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                 n 
               </mi> 
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                 k 
               </mi> 
              </msub> 
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                 ( 
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                 1 
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                 ) 
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             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
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             | 
           </mo> 
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               u 
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                 n 
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                 k 
               </mi> 
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                 ( 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
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                 ) 
               </mo> 
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             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ≤ 
          </mo> 
          <mrow> 
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             | 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
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                 n 
               </mi> 
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                 k 
               </mi> 
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             | 
           </mo> 
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            , 
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        <mtr> 
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          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <msubsup> 
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             <mi>
               k 
             </mi> 
            </msub> 
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               ( 
             </mo> 
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               1 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
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            ∩ 
          </mo> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <msubsup> 
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             u 
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             <mi>
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             </mi> 
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               k 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
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            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
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               2 
             </mn> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            = 
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            ∅ 
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          <mo>
            , 
          </mo> 
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              ‖ 
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                u 
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                  n 
                </mi> 
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                  k 
                </mi> 
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                  ( 
                </mo> 
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                  ) 
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               1 
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          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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                u 
              </mi> 
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                  n 
                </mi> 
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                  k 
                </mi> 
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                  ( 
                </mo> 
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                  2 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
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             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               H 
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             <mn>
               1 
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            </msup> 
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          </msub> 
          <mo>
            ≤ 
          </mo> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
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                  n 
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                  k 
                </mi> 
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            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
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            <msup> 
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               H 
             </mi> 
             <mn>
               1 
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            </msup> 
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          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
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        <mtr> 
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              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
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                u 
              </mi> 
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                  n 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
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             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <msubsup> 
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              ‖ 
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                u 
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                  n 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
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              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            as 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <munder> 
           <mrow> 
            <mi>
              lim 
            </mi> 
            <mi>
              inf 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
            <mo>
              → 
            </mo> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </munder> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ℝ 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∇ 
                   </mo> 
                   <msub> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        n 
                      </mi> 
                      <mi>
                        k 
                      </mi> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∇ 
                   </mo> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        n 
                      </mi> 
                      <mi>
                        k 
                      </mi> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mn>
                        1 
                      </mn> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ∇ 
                   </mo> 
                   <msubsup> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <msub> 
                      <mi>
                        n 
                      </mi> 
                      <mi>
                        k 
                      </mi> 
                     </msub> 
                    </mrow> 
                    <mrow> 
                     <mrow> 
                      <mo>
                        ( 
                      </mo> 
                      <mn>
                        2 
                      </mn> 
                      <mo>
                        ) 
                      </mo> 
                     </mrow> 
                    </mrow> 
                   </msubsup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mi>
                    k 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                  <mi>
                    k 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            as 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            → 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            for 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            all 
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ≤ 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            &lt; 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (9)</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-"></xref>3. L<sup>2</sup>-Subcritical Case</title>
   <p>In this section, we mainly consider the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>-subcritical case and prove Theorem 1.2.</p>
   <p>Lemma 3.1. For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Proof. Let’s use Lemma 2.1 and Lemma 2.2; for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have that,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  W 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Now, letting</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>we consider the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> defined on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(10)</p>
   <p>and for each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, its restriction 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> defined on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. A reference to the following text, note that for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, there are two cases</p>
   <p>(1) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>(2) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        5 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Lemma 3.2. For each 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a unique global maximum and the maximum value satisfies </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <munder> 
             <mrow> 
              <mtext>
                max 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                ρ 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munder> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <munder> 
             <mrow> 
              <mtext>
                max 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                ρ 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munder> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <munder> 
             <mrow> 
              <mtext>
                max 
              </mtext> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                ρ 
              </mi> 
              <mo>
                &gt; 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munder> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              &gt; 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi mathvariant="script">
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ℬ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mo stretchy="false">
         ) 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
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        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
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        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(11)</p>
   <p>with</p>
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          A 
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          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
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           2 
         </mn> 
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            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msubsup> 
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               ‖ 
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                ∇ 
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               ‖ 
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            </mrow> 
           </mrow> 
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            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msubsup> 
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        </mfrac> 
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            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
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             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
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                  ‖ 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   ∇ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ‖ 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
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                  L 
                </mi> 
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             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <msubsup> 
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                  ‖ 
                </mo> 
                <mrow> 
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                   ∇ 
                 </mo> 
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                 </mi> 
                </mrow> 
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                  ‖ 
                </mo> 
               </mrow> 
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                  L 
                </mi> 
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                </mn> 
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                p 
              </mi> 
             </msubsup> 
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           </mfrac> 
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          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
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            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
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        </msup> 
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          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
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        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          ℬ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
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           1 
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            γ 
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          <msubsup> 
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            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
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               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
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                α 
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                2 
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            </mrow> 
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               γ 
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                  ‖ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∇ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   W 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ‖ 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
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                  L 
                </mi> 
                <mn>
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            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <msubsup> 
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               <mrow> 
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                  ‖ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∇ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ‖ 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
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           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
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            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
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           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Proof. By the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we can obtain by some calculation that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore, there is unique solution of the equation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ' 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, namely</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  W 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(12)</p>
   <p>Taking into account that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, we obtain that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the unique global maximum point of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the maximum value is</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munder> 
         <mrow> 
          <mtext>
            max 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ρ 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    α 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    α 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <msubsup> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ∇ 
                     </mo> 
                     <mi>
                       W 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      L 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                 <msubsup> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ∇ 
                     </mo> 
                     <mi>
                       R 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      L 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    p 
                  </mi> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    α 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    α 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <msubsup> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ∇ 
                     </mo> 
                     <mi>
                       W 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      L 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   N 
                 </mi> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                 <msubsup> 
                  <mrow> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ∇ 
                     </mo> 
                     <mi>
                       R 
                     </mi> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ‖ 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      L 
                    </mi> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    p 
                  </mi> 
                 </msubsup> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  3 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  γ 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      W 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
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                    <mi>
                      R 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
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              γ 
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            <msubsup> 
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              <mrow> 
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                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  W 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
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                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <msub> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mfrac> 
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                  γ 
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                <msubsup> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
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                    <mi>
                      W 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ∇ 
                    </mo> 
                    <mi>
                      R 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
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                 α 
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               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
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                 α 
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             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi mathvariant="script">
            A 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ℬ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
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         <mn>
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           α 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
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        <mn>
          2 
        </mn> 
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           ( 
         </mo> 
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          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
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             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. In view of Equation (11), we can obtain that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          max 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The lemma is proved.</p>
   <p>Lemma 3.3. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then, for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we can obtain that </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. It is shown that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a non-increasing function, then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(13)</p>
   <p>Now, by some basic calculations, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and taking into account</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtable columnalign="left"> 
       <mtr columnalign="left"> 
        <mtd columnalign="left"> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <msub> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  W 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0. 
        </mn> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Hence, we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(14)</p>
   <p>Moreover, we observe that if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
        <mo>
          ″ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mo>
           ″ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.(15)</p>
   <p>Really, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mo>
           ″ 
         </mo> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> then there exists a local minimum point on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and this contradicts the fact that the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has a unique critical point which has to coincide necessarily with its unique global maximum, see Lemma 3.2. By Equations (13) and (14), we can choose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mo>
         ″ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, and hence the Lemma follows.</p>
   <p>By the Lemma 3.2 and Lemma 3.3, we can obtain that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. So, we define</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The solution of the Hartree Equation (2) by variational method began with E.H.Lieb <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-29">
     [29]
    </xref>, who proved that the solution of the equation is the solution is the following variational problem</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(16)</p>
   <p>According to the above results, we have the following Lemma.</p>
   <p>Lemma 3.4. For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the following properties hold</p>
   <p>(i)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(17)</p>
   <p>(ii) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is reached, then any ground state is contained in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Proof. (i) For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, according to Lemma 2.3, we have that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Now, for any fixed 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we set</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Clearly 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In the following calculation, let’s say 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. We define on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> the map,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       λ 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       λ 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   λ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   λ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        λ 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        λ 
                      </mi> 
                      <mi>
                        y 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    ℝ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    N 
                  </mi> 
                 </msup> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        u 
                      </mi> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         s 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mo>
                        − 
                      </mo> 
                      <mi>
                        y 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     γ 
                   </mi> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>We consinder that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>we see that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> small enough such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. It shows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>(ii) It is well known, see for example (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-30">
     [30]
    </xref>, Lemma 2.7), that all critical point of E restricted to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> belong to the Pohozaev’s type set</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Now, letting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Such that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mi>
            E 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    v 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
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        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi mathvariant="script">
          Q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 v 
               </mi> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mstyle displaystyle="true"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mo>
               ∫ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 ℝ 
               </mi> 
               <mi>
                 N 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mstyle displaystyle="true"> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mo>
                  ∫ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    ℝ 
                  </mi> 
                  <mi>
                    N 
                  </mi> 
                 </msup> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         v 
                       </mi> 
                       <mi>
                         λ 
                       </mi> 
                      </msub> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                  <msup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         v 
                       </mi> 
                       <mi>
                         λ 
                       </mi> 
                      </msub> 
                      <mrow> 
                       <mo>
                         ( 
                       </mo> 
                       <mi>
                         y 
                       </mi> 
                       <mo>
                         ) 
                       </mo> 
                      </mrow> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mo>
                        − 
                      </mo> 
                      <mi>
                        y 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       | 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     γ 
                   </mi> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mtext>
                  d 
                </mtext> 
                <mi>
                  y 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      v 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      v 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>By the above calculation, we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi mathvariant="script">
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(18)</p>
   <p>Here 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denotes the derivative of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> can be written as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, satisfy 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Since the set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> contains all the ground states, we infer from Equation (18) that if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a ground state, there exists a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Namely, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a zero of the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Now, since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> must has a first zero 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> corresponding to a local minimum. In particular, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Also, from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has a second zero 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> that satisfies the local maximum of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> satisfies 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we have that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In particular, since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is reached, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is not a ground state.</p>
   <p>To prove the conclusion of (ii), we need only consider that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has at most two zeros, because this shows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. However, this is equivalent to the following function</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <msup> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>has at most two zeros, then</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <msup> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then, the equation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> has a unique solution, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has at most two zeros. Hence, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> has at most two zeros.</p>
   <p>Lemma 3.5. It holds that</p>
   <p>(i) The map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is continuous;</p>
   <p>(ii) Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is reached then the inequality is strict.</p>
   <p>Proof. (i) For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. From the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and according to Lemma 3.4 (i) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> small enough</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(19)</p>
   <p>Next, we set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and hence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. We have that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Indeed, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, according to Lemma 3.3, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, in view of Lemma 3.1 and Equation (19), we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>As mentioned above, by the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    n 
                  </mi> 
                 </msub> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msqrt> 
                     <mrow> 
                      <mfrac> 
                       <mi>
                         c 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <msub> 
                         <mi>
                           c 
                         </mi> 
                         <mi>
                           n 
                         </mi> 
                        </msub> 
                       </mrow> 
                      </mfrac> 
                     </mrow> 
                    </msqrt> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msqrt> 
                     <mrow> 
                      <mfrac> 
                       <mi>
                         c 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <msub> 
                         <mi>
                           c 
                         </mi> 
                         <mi>
                           n 
                         </mi> 
                        </msub> 
                       </mrow> 
                      </mfrac> 
                     </mrow> 
                    </msqrt> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Therefore, we have that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>and then, we can write it is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>As this point, by the definition of V(c), we can obtain that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. From Lemmas 2.1 and 2.2, we know that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     x 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                  </msub> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     y 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> are uniformly bounded. Thus, as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(20)</p>
   <p>combining Equations (19) and (20), we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Now, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Similar to the argument above, we denote 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Clearly, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> imply 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for n large, so that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Also, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. We thus have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore, we conclude that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> small enough.</p>
   <p>(ii) Now, fixed 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we just need to prove that the following formula is true.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(21)</p>
   <p>If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is reached, the inequality is strict. Indeed, if Equation (21) holds, then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>To prove that Equation (21) holds, according to Lemma 3.4, for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> small enough, there exists a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(22)</p>
   <p>By Lemma 3.3, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, this is known by Lemma 2.1 and Equation (22)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(23)</p>
   <p>Consider now 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msqrt> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we remember 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mfrac> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Thus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and we have that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      u 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is arbitrary, we infer that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is reached, then we can let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in Equation (22), and thus, the strict inequality follows.</p>
   <p>Lemma 3.6. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then, there exists a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> such that </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Proof. Indeed, using the Lemma 2.2, we have that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       v 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       v 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       y 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mfrac> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  W 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msubsup> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 3 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Now, since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              W 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Next, we prove that the vanishing case does not occur.</p>
   <p>Lemma 3.7. For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, be such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then, there exist a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and a sequence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> such that </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.(24)</p>
   <p>Proof. First of all, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ρ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is bounded in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. By Lion’s lemma, we deduce that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. At this point, in view of Lemma 3.6, we have that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. This contradiction 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof of Theorem 1.2. According to the Lemma 3.5 and Rellich compactness theorem, we know that there exists a sequence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is bounded, and up to a sequence, we assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we infer that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⇀ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>First of all, we write 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Our aim is to prove that the compactness holds, i.e.,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Clearly,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Thus, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(25)</p>
   <p>Through similar argument, we ca obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(26)</p>
   <p>Again, taking into account that any term in E fulfills the splitting properties of Brezis-Lieb <xref ref-type="bibr" rid="scirp.136733-10">
     [10]
    </xref>. Consequently</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>By using the fact that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is bounded and the translation invariance holds, we can obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(27)</p>
   <p>Next, we need to prove that the the following is true</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(28)</p>
   <p>In order to prove this, in view of Equation (25), if we note 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> so that the conclusion arrived when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> We assume by contradiction that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, by the analysis of Equations (23) and (25), we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>While in the mass supercritical case, by the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Recording that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, by Equation (27), we obtain that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>By Lemma 3.5(i), we know that the map 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ↦ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is continuous and according to Equation (25), we deduce that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(29)</p>
   <p>We also have that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> by the weak limit. This shows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In view of Equation (29) and Lemma 3.5(ii), if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>It is impossible to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, namely 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a local minimizer on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. So, using lemma 3.5(ii) with the strict inequality, we deduce from Equation (29) that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which is impossible. Thus, we conclude that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>We next prove that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. This will prove that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and completes the proof. In the first place, in view of Equation (26) and since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≠ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we infer that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ρ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. therefore, we can deduce that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is bounded in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then, by using the Gagliardo-Nirenberg inequality of Lemma 2.1, we ca obtain that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                ℝ 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     w 
                   </mi> 
                   <mi>
                     n 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    y 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   | 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, by Lemma 3.6, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.(30)</p>
   <p>Next, let’s remember that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ⇀ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we get that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and hence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         o 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In view of Equation (30), we consequently deduce that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Now, we prove that the Cauchy problem Equation (1) admits a global solution 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with the initial value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Indeed, by the law of conservation of mass and energy, we know that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is bounded. By Lemma 2.2, the Young inequality and conversation law, we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      ψ 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       t 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      ψ 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mi>
                       t 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                W 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(31)</p>
   <p>If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, combined with the above discussion, the boundedness of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is obtained. Therefore, there is a global solution to the Cauchy Equation (1).</p>
   <p>Next, we prove that the set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is orbitally stable. First, from the above conclusion, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is known to exist globally, then by using the proof by contradiction, suppose that there is a constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and a sequence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ℳ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(32)</p>
   <p>and there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> such that the corresponding solution sequence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of Equation (1) satisfies</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          sup 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          inf 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ℳ 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(33)</p>
   <p>It is assumed that the lower-standing wave solution is not orbital stable.</p>
   <p>Subsequently, we claim that there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> satisfies 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Indeed, in view of Equation (32), there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a minimizing sequence such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(34)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be a minimizing sequence, there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> satisfies</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(35)</p>
   <p>Therefore, according to Equations (34) and (35), if the above assumptions are true, then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>According to the conservation of mass and energy, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Similarly, according to the above analysis, we can see that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is bounded in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Hence,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 ψ 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             ψ 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msqrt> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                </msqrt> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       ψ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
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                <msqrt> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                </msqrt> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       ψ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
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             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msubsup> 
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            ‖ 
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          <mrow> 
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              ψ 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
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                <msqrt> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                </msqrt> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
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                     ‖ 
                   </mo> 
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                    <msub> 
                     <mi>
                       ψ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
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                <msqrt> 
                 <mi>
                   c 
                 </mi> 
                </msqrt> 
               </mrow> 
               <mrow> 
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                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       ψ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               ℝ 
             </mi> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  ℝ 
                </mi> 
                <mi>
                  N 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       ψ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       ψ 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msub> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         t 
                       </mi> 
                       <mi>
                         n 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      x 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi>
                      y 
                    </mi> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     | 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </msqrt> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               ψ 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. By the above results, we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          lim 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is a minimizing sequence of Equation (16).</p>
   <p>Based on the above analysis, there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ℳ 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> satisfies</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(36)</p>
   <p>By the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(37)</p>
   <p>We consequently obtain that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and which contradicts Equation (33). Therefore, the standing wave solution is orbitally stable. This completes the proof.</p>
  </sec>
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