<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v3.0 20080202//EN" "http://dtd.nlm.nih.gov/publishing/3.0/journalpublishing3.dtd">
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  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">
    am
   </journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Applied Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2152-7385
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2152-7393
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/am.2024.1510043
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    am-137012
   </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>
    A Formulation of the Porous Medium Equation with Time-Dependent Porosity: A Priori Estimates and Regularity Results
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Koffi B.
      </surname>
      <given-names>
       Fadimba
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
   </contrib-group> 
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    <addr-line>
     aDepartment of Computer Science, Engineering, and Mathematics, University of South Carolina Aiken, Aiken, USA
    </addr-line> 
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    <day>
     11
    </day> 
    <month>
     10
    </month>
    <year>
     2024
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    15
   </volume> 
   <issue>
    10
   </issue>
   <fpage>
    745
   </fpage>
   <lpage>
    763
   </lpage>
   <history>
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     <day>
      31,
     </day>
     <month>
      May
     </month>
     <year>
      2024
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      27,
     </day>
     <month>
      May
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      27,
     </day>
     <month>
      October
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date>
   </history>
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    We consider a generalized form of the porous medium equation where the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      ϕ
     </mi> 
    </math> is a function of time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      t
     </mi> 
    </math> : 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       ϕ
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       ϕ
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         x
        </mi>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <mi>
         t
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> : 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
         ∂
        </mo>
        <mrow>
         <mo>
          (
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
           ϕ
          </mi>
          <mi>
           S
          </mi>
         </mrow> 
         <mo>
          )
         </mo>
        </mrow>
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
         ∂
        </mo>
        <mi>
         t
        </mi>
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
       −
      </mo>
      <mo>
       ∇
      </mo>
      <mo>
       ⋅
      </mo>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         k
        </mi>
        <mrow>
         <mo>
          (
         </mo> 
         <mi>
          S
         </mi> 
         <mo>
          )
         </mo>
        </mrow>
        <mo>
         ∇
        </mo>
        <mi>
         S
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       Q
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        S
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       .
      </mo>
     </mrow> 
    </math> In many works, the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      ϕ
     </mi> 
    </math> is either assumed to be independent of (or to depend very little of) the time variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      t
     </mi> 
    </math> . In this work, we want to study the case where it does depend on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      t
     </mi> 
    </math> (and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      x
     </mi> 
    </math> as well). For this purpose, we make a change of unknown function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       V
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       ϕ
      </mi>
      <mi>
       S
      </mi>
     </mrow> 
    </math> in order to obtain a saturation-like (advection-diffusion) equation. A priori estimates and regularity results are established for the new equation based in part on what is known from the saturation equation, when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      ϕ
     </mi> 
    </math> is independent of the time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      t
     </mi> 
    </math> . These results are then extended to the full saturation equation with time-dependent porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       ϕ
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       ϕ
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         x
        </mi>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <mi>
         t
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> . In this analysis, we make explicitly the dependence of the various constants in the estimates on the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      ϕ
     </mi> 
    </math> by the introduced transport vector 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      w
     </mi> 
    </math> , through the change of unknown function. Also we do not assume zero-flux boundary, but we carry the analysis for the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       Q
      </mi>
      <mo>
       ≡
      </mo>
      <mn>
       0
      </mn>
     </mrow> 
    </math> .
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Porous Medium Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Porosity
    </kwd> 
    <kwd>
      Saturation Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      A Priori Estimates
    </kwd> 
    <kwd>
      Regularity Results
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>The equation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.1)</p>
   <p>which is often called the Saturation Equation, has been extensively studied in the literature with various simplifications (see for instance <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-1">
     [1]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-5">
     [5]
    </xref>). This can be seen as a generalization of the commonly studied Porous Medium Equation (PME):</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           m 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1.2)</p>
   <p>(see for instance <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-4">
     [4]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-6">
     [6]
    </xref>), where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Here we want to consider first the case of (1.1) where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>), i.e. without the transport term, that is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.3)</p>
   <p>Thus equation (1.3) is a special case of (1.1) and is a generalization of (1.2).</p>
   <p>Equation (1.1) is obtained through modeling two-phase flow through a porous medium. Here we consider the case where there are only two phases (the wet phase and the dry phase) occupying entirely the pores of the medium, e.g. water and oil, so that the sum of the saturations of the phases equals 1. We can think of the saturation of a phase as being the “rate of presence” in the medium, in terms of volume, of the phase, as compared to the total volume of the void. The saturation equation is, in reality, coupled with a second equation relative to the Darcy law (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-7">
     [7]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-12">
     [12]
    </xref> and the bibliography therein). In this work, we consider only the saturation equation and assume that the Darcy velocity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       u 
     </mi> 
    </math> is sufficiently regular for our analysis. For other works close to the saturation problem, see, for instance, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
     [2]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-13">
     [13]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-15">
     [15]
    </xref>, among others.</p>
   <p>In the literature, equation (1.1) is considered in the form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1.4)</p>
   <p>either because one assumes that the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> is independent of time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       t 
     </mi> 
    </math> (or changes little with time) or because one has buried the term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> in the right hand side of (1.1). In either case, unless one keeps track of this fact, one will lose some information on the problem, especially during numerical treatment, when the porosity does vary with time.</p>
   <p>We would like to keep the presence of the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> in the resolution of the problem. In this analysis, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> will be present through the vector 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, and through 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. So, for the analysis. we assume that all second order partial derivatives of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> exist and are bounded on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Ω 
      </mtext> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>If, in (1.4), we make the additional assumption that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, then we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.5)</p>
   <p>so that the classical porous medium equation (1.2) is a special case of (1.5) with</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>in that case.</p>
   <p>In this paper, we investigate the case where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> is allowed to change with time and space:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.6)</p>
   <p>For an example of time-dependent porosity, we refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-16">
     [16]
    </xref> where the author considers the case where the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> is a function of time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       t 
     </mi> 
    </math> (but not of the spatial variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math>) for a one-dimensional Boussinesq equation for flow in an aquifer. See also <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-17">
     [17]
    </xref>.</p>
   <p>We will first study a case of (1.1) where there is no transport term i.e. we want to study the generalized porous medium problem</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1.7)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        on 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1.8)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.9)</p>
   <p>where Ω is a bounded domain of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Unlike the case of the classical porous medium equation, we assume that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.10)</p>
   <p>to account for the fact that, in this work, we have in mind an immiscible two-phase flow (see, for instance, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-7">
     [7]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-9">
     [9]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-10">
     [10]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-18">
     [18]
    </xref>). We assume, for the purpose of this analysis, that the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> of the medium satisfies the condition</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        for 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        all 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.11)</p>
   <p>For the needs of the analysis in this paper, unless otherwise explicitly stated, we make the following assumptions on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  ξ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1.12)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>This work will follow, in part, the layout of a chapter contribution by the author in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-19">
     [19]
    </xref> with improved proofs and additional results.</p>
   <p>This contribution is structured as follows. In section 2, the problem is reformulated through a change of the unknown function. For completeness, we state and establish some preliminary facts about the data. In particular, we revisit a lemma which was proved in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
     [2]
    </xref>, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and reprove it for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>, for the use in the context of this work. In section 3, we establish improved a priori estimates for the new problem, which include non-homogeneous boundary conditions as well as some regularity results for the solution of the new problem, with Lemma 3.7 being new at our knowledge. In section 4, we go back to the full saturation problem (1.1) and establish a priori estimates and regularity results for the case when the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> is not necessarily independent of the time variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       t 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>Standard mathematical notations are used in this paper. For example, we define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           Ω 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> when this has a meaning, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            ; 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             ∞ 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mtext>
             Ω 
           </mtext> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>2. Reformulation of the Problem</title>
   <p>We make a change of unknown function that absorbs the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> in the first term of (1.4) i.e. we make the transformation</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.1)</p>
   <p>(see also <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-16">
     [16]
    </xref> for the case of one dimensional flow in an aquifer). Because of the assumption (1.11), we can always get back the saturation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       S 
     </mi> 
    </math> by dividing by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>. Our approach has at least the advantage of making explicit the dependence of constants, in the analysis, on the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>, both as a function of the temporal</p>
   <p>variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       t 
     </mi> 
    </math> and the spatial variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math>, through 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, for instance.</p>
   <p>Using this change of unknown function, (1.7) becomes</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.2)</p>
   <p>We define the new functions:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.3)</p>
   <p>with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋅ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.4)</p>
   <p>Now notice that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.5)</p>
   <p>Substituting in (2.2) and using (2.4), we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.6)</p>
   <p>With this change of unknown function we can rewrite (1.7) as follows,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.7)</p>
   <p>Next, let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2.8)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (2.9)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.10)</p>
   <p>then (2.7) takes the advection-diffusion equation form:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.11)</p>
   <p>except that the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       F 
     </mi> 
    </math> does not satisfy exactly the same conditions as the fractional flow function from the saturation equation (1.1). Next, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (2.12)</p>
   <p>when we use (1.8), (2.3), (2.9), and (2.10). Hence, we obtain the new advection-diffusion problem:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  D 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2.13)</p>
   <p>We assume that:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.14)</p>
   <p>Remark 2.1 Even though the porosity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> is buried in the variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       V 
     </mi> 
    </math>, its presence in the equation is explicitly signaled by the vector 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. </p>
   <p>One can easily check that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       D 
     </mi> 
    </math> verifies the following conditions.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.15)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mi>
               ξ 
             </mi> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              &lt; 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  ϕ 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  ξ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              if 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <mi>
              ξ 
            </mi> 
            <mo>
              ≤ 
            </mo> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2.16)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>For example,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           ξ 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (2.17)</p>
   <p>if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         ξ 
       </mi> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, i.e. if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ξ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> Now, by (1.11), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, for some positive constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, which we still call 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. The other inequalities in (2.16) are obtained in the same manner.</p>
   <p>We clearly have:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.18)</p>
   <p>So, we see that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, when we consider (1.10) and (4.10).</p>
   <p>Finally, define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       K 
     </mi> 
    </math> by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.19)</p>
   <p>For the remainder of this paper, in order to simplify the analysis, we assume the following, unless otherwise explicitly stated.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (2.20)</p>
   <p>Therefore, the focus of this work is the problem:</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> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ∂ 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               Q 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mo>
                ∇ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   S 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∂ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              : 
            </mo> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtext>
              on 
            </mtext> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2.21)</p>
   <p>Under conditions (2.16), (1.10), and (4.10), we have the following lemma.</p>
   <p>Lemma 2.2 If the function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       F 
     </mi> 
    </math> is twice continuously differentiable near 0 and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>, then </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        | 
      </mo> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2.22)</p>
   <p>for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Lemma 2.2 has been proved in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
     [2]
    </xref> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (the assumption 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is often made for mathematical analysis purpose only), but here we give a proof for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math> and for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> only. For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the proof goes the same way: see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-19">
     [19]
    </xref>. The constants 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are as in (2.16).</p>
   <p>Because 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       K 
     </mi> 
    </math> is obviously Lipschtitz (and monotone increasing, since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>), the following holds:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi mathvariant="script">
            K 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi mathvariant="script">
            K 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               v 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          ** 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.23)</p>
   <p>for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          ** 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Remark 2.3 Lemma 2.2 implies</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.24)</p>
   <p>for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>We also state the following result which was proved in in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
     [2]
    </xref>, based solely on condition (2.16), for the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Lemma 2.4 Under condition (2.16), we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        C 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             v 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.25)</p>
   <p>for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>3. A Priori Estimates and Regularities Results</title>
   <p>For a priori estimates (uniqueness) and some regularity results for Problem 2.21, we need the Poisson Solution Operator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       T 
     </mi> 
    </math> and some of its properties. We state the properties we will need in this section and other sections to follow. For proofs of these properties and more details see, for instance, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
     [2]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-20">
     [20]
    </xref>.</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>3.1. The Poisson Solution Operator</title>
    <p>Consider the elliptic boundary value problem:</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> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               in 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               on 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow></mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (3.1)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. Then (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-21">
      [21]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-22">
      [22]
     </xref>) problem 3.1 has a unique solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>We define the solution operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the unique solution to (3.1), and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>A weak formulation of (3.1) is expressed as:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.2)</p>
    <p>for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>This operator satisfies the following.</p>
    <p>Proposition 3.1 The operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math>, defined by (3.1), is linear, symmetric and positive definite. </p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         for 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         all 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.3)</p>
    <p>We also have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </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> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </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>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> (3.4)</p>
    <p>With this proposition in mind, we can define on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> the norm:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                H 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> (3.5)</p>
    <p>This is the same as the dual norm for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is equipped with the norm</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mi>
                 ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  ω 
                </mi> 
                <mi>
                  Ω 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.6)</p>
    <p>With these definitions we get the identity</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         ≃ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                H 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.7)</p>
    <p>Proposition 3.2 Suppose f belongs to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, then</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                H 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.8)</p>
    <p>in the sense of the norm (3.6).</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>3.2. A Priori Estimates</title>
    <p>A weak formulation of (2.21) is:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           χ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           χ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           D 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           χ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            χ 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           χ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.9)</p>
    <p>for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>We prove the theorem for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </math>, not just for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Hence the theorem is more general than its counterpart in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-19">
      [19]
     </xref>. To simplify the analysis, we will assume that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, unless otherwise stated. For a more general case, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, we can proceed as in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
      [2]
     </xref>.</p>
    <p>Theorem 3.3 Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be (weak) solutions to Problem 2.21, corresponding to the initial conditions 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be the respective righthand sides of the corresponding boundary conditions. Then </p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  ∞ 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mo stretchy="false">
                 ( 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo stretchy="false">
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.10)</p>
    <p>Proof. We subtract the corresponding equation (3.9) for the triplet 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, from the equation corresponding to the triplet 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> to obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.11)</p>
    <p>Using the symmetry of the operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> and (3.8), we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.12)</p>
    <p>Using (3.12), we can rewrite (3.11) as follows.</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo> 
            </mo> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.13)</p>
    <p>where we have made use of (3.2). Now, we treat each of the two terms on the right hand side of (3.13) separately. For the first term we obtain:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <msup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </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> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </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> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <msup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </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> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.14)</p>
    <p>by the arithmetic-geometric mean inequality. We have also used the fact that (3.4) and (3.8) imply</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <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> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                H 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.15)</p>
    <p>As for the second term, we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.16)</p>
    <p>by (2.20).</p>
    <p>In the same way, one obtains:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                H 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                H 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            * 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.17)</p>
    <p>with the help of the Holder's Inequality.</p>
    <p>Therefore, with the help of the arithmetic-geometric mean inequality, the second term on the right hand side of (3.13) can be bounded as follows.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
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            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </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> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.18)</p>
    <p>We treat the last term of (3.13) in the following manner.</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mo>
                    , 
                  </mo> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mo>
                    , 
                  </mo> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
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              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
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              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
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          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
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          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              Ω 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.19)</p>
    <p>where we have used the Trace Theorem (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-23">
      [23]
     </xref>) followed by (3.7).</p>
    <p>Putting (3.13), (3.14), and (3.18) together, we obtain</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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            1 
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            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
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             ‖ 
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            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
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               1 
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           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
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                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                  H 
                </mi> 
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                  1 
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              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
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          </mn> 
         </msubsup> 
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           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
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            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
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          </mn> 
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            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
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           </mo> 
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            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
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             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
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          </mn> 
         </msubsup> 
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           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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          </mn> 
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            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
             <mo>
               * 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
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             ‖ 
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            <mi mathvariant="script">
              K 
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               ( 
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                 V 
               </mi> 
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                 2 
               </mn> 
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             </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
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                 V 
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             </mo> 
            </mrow> 
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           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
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            </mn> 
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          <mn>
            2 
          </mn> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
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           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.20)</p>
    <p>Finally, we hide the first two terms on the right hand side of (3.20) into the left hand sides, thanks to (2.22) and (2.23), and then apply the Gronwall Lemma to end the proof of the theorem.</p>
    <p>The following corollary is an immediate consequence of Theorem 3.3.</p>
    <p>Corollary 3.4 Under the conditions of Theorem 3.3, we have </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
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         <mrow> 
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            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                g 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                g 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.21)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
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            </mn> 
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             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
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              1 
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            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
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          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
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               2 
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             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
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         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
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          { 
        </mo> 
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             </mrow> 
            </mrow> 
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              ) 
            </mo> 
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          } 
        </mo> 
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         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.22)</p>
    <p>and</p>
    <p>
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             − 
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        </mo> 
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              ‖ 
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          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
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                  H 
                </mi> 
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              </mrow> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
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             <mo>
               + 
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           + 
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              ‖ 
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                 , 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
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               − 
             </mo> 
             <msub> 
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                g 
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              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.23)</p>
    <p>The following two regularity results help establish a priori estimates that were not established in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
      [2]
     </xref> for the case 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The following lemma gives regularities on the solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> of (2.21).</p>
    <p>Lemma 3.5 Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> be the solution to Problem 2.21. Then </p>
    <p>
     <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> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.24)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                g 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proof. If we let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> in (3.9) we obtain, in a distributional sense,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.25)</p>
    <p>which can be rewritten as follows.</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <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> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.26)</p>
    <p>since 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> by (2.19). Now 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, by (2.9) and (2.8), so that we get, by (3.26),</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <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> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
           </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>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <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> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mtext>
               vol 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <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> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mtext>
               vol 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  ∞ 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
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          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
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           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <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> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mtext>
               vol 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.27)</p>
    <p>We hide the second term on the right hand side of (3.27) into the like term on the left hand side, Apply the Gronwall Lemma over the interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and then take the supremum over 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, to get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  ∞ 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msup> 
              </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>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mtext>
               vol 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.28)</p>
    <p>Hence (3.24).</p>
    <p>Remark 3.6</p>
    <p>1. Lemma 3.5 states that, if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> is a weak solution of Problem 2.21, then</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.29)</p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.30)</p>
    <p>The latter is true because</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mo>
                 ⋅ 
               </mo> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.31)</p>
    <p>2. Notice that, in the proof of Lemma 3.5, condition (2.16) was not used. This point will be of great importance later when we tackle the proof of existence and uniqueness for Problem 2.21, in a sequel of this paper.</p>
    <p>The next lemma proves the following regularity results for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi mathvariant="script">
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (3.32)</p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.33)</p>
    <p>Lemma 3.7 Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> be a weak solution of Problem 2.21. Then</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.34)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                g 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    g 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proof. Set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         χ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in (3.9) to get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
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                  V 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
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               1 
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              <mrow> 
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                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
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              σ 
            </mi> 
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          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0. 
         </mn> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.35)</p>
    <p>Rewriting (3.35), we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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           <mrow> 
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              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
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               </mo> 
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               V 
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               t 
             </mi> 
            </msub> 
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             ‖ 
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           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
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         <mfrac> 
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            d 
          </mtext> 
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             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
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             ‖ 
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           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
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            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
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         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ⋅ 
            </mo> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
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            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.36)</p>
    <p>By the product rule,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.37)</p>
    <p>The last term on the right hand side of (3.37) is rewritten as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
             </mstyle> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.38)</p>
    <p>Therefore (3.37) becomes</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ∇ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mo>
              * 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msqrt> 
               <mrow> 
                <mi>
                  D 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                w 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  ∞ 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.39)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is as in (2.24).</p>
    <p>The boundary term in (3.36) is handled as follows.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi mathvariant="script">
            K 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> (3.40)</p>
    <p>Using the Trace Theorem (see for instance <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-23">
      [23]
     </xref>) on the second term of the right hand side of (3.40), we obtain:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mi>
             Ω 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </msub> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (3.41)</p>
    <p>Combining (3.36), (3.39) and (3.41), and using (2.24), we obtain</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
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             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </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>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <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> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  ∞ 
                </mi> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </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> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mtext>
                 Ω 
               </mtext> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.42)</p>
    <p>Next hide the first term on the right hand side of (3.42) in the like term on its left hand side, apply the Gronwall Lemma, and take the sup over the interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> to get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                <mi>
                  w 
                </mi> 
               </mstyle> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi mathvariant="script">
                   K 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 F 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <msub> 
                <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                 <mi>
                   w 
                 </mi> 
                </mstyle> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mi>
                     F 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mrow> 
                     <msup> 
                      <mi>
                        V 
                      </mi> 
                      <mn>
                        0 
                      </mn> 
                     </msup> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                   <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                    <mi>
                      w 
                    </mi> 
                   </mstyle> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    | 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mo>
                   = 
                 </mo> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi mathvariant="script">
                   K 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      V 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∇ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi mathvariant="script">
                   K 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <msup> 
                    <mi>
                      V 
                    </mi> 
                    <mn>
                      0 
                    </mn> 
                   </msup> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ‖ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi mathvariant="script">
                    K 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ‖ 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   H 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msup> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Ω 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.43)</p>
    <p>Next, we bound the first term on the right hand side of (3.43).</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∇ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mrow> 
                   <mi mathvariant="script">
                     K 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      V 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mo>
                 = 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  T 
                </mi> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.44)</p>
    <p>Using the Trace Theorem (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-23">
      [23]
     </xref>), we handle the fifth term on the right hand side of (3.43) as follows.</p>
    <p><img width="364.5833333333333" src="https://html.scirp.org/file/7405283-rId454.svg?20241030031238"> (3.45)</img></p>
    <p>where we have used the arithmetic-geometric inequality and chosen 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> so that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>With the help of Holder Inequality, the last term, on the right hand side of (3.43), can be dealt with as follows.</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msup> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mtext>
                 Ω 
               </mtext> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    g 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (3.46)</p>
    <p>by Lemma 3.5, if we assume that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is bounded in 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Also, by Lemma 3.5 and the regularity assumption on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        F 
      </mi> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.47)</p>
    <p>so, combining (3.43) through (3.47), and then hiding the appropriate terms, we get the lemma.</p>
    <p>Remark 3.8</p>
    <p>1. Unlike Lemma 3.5, Lemma 3.7 does use conditions (2.16) in its proof.</p>
    <p>2. By (3.34), we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                D 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.48)</p>
    <p>Hence (3.33).</p>
    <p>3. According to (3.30), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is smoother than 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math>, the solution to (2.21), so this explains why, in numerical approximations of Problem 2.21, one often approximates first 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and then uses the invertibility of the function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
     </math> to find 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> (see, for example <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-3">
      [3]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-4">
      [4]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-20">
      [20]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-24">
      [24]
     </xref>).</p>
    <p>We state and prove below another well-posedness theorem that gives uniqueness for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           ; 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            Ω 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, thus uniqueness for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math>. A similar result was established for (1.4) in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
      [2]
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Theorem 3.9 Under the conditions of Theorem 3.3 </p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             sup 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.49)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math> a positive constant, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proof. In (3.11), replace 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, to get</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
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            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                  V 
                </mi> 
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                  2 
                </mn> 
               </msub> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
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                ( 
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                  V 
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             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
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              w 
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             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
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              ( 
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               K 
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                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                <mi>
                  V 
                </mi> 
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                </mn> 
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                ) 
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             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
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                ( 
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                  V 
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             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
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               K 
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             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
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                  V 
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             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
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               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
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           </mrow> 
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            ) 
          </mo> 
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           = 
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                </mo> 
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                  , 
                </mo> 
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            </mrow> 
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                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
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               </mrow> 
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                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
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                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
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                   1 
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                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
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              d 
            </mtext> 
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              σ 
            </mi> 
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          </mrow> 
         </mstyle> 
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           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.50)</p>
    <p>which can be rewritten as</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
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               ∂ 
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             <mrow> 
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                ( 
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                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
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              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              w 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
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              ∫ 
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               ∂ 
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               Ω 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 g 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.51)</p>
    <p>Using the product rule, we can rewrite the first term on the left hand side of (3.51) as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.52)</p>
    <p>Next, we rewrite (3.51) using (3.52).</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
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              L 
            </mi> 
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            </mn> 
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          </mn> 
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           = 
         </mo> 
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            ( 
          </mo> 
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              ( 
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            <mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
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                  V 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               F 
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             <mrow> 
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                ( 
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                  V 
                </mi> 
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             </mrow> 
            </mrow> 
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              ) 
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             , 
           </mo> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
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              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
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                ( 
              </mo> 
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                  V 
                </mi> 
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             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
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                ( 
              </mo> 
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                  V 
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              ) 
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           </mrow> 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           + 
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                 K 
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               </mrow> 
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               </mo> 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
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                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
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           <mo>
             − 
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            <mi>
              V 
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            <mn>
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          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
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         </mtext> 
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           + 
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               ) 
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                − 
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              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
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                 ( 
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                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
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              σ 
            </mi> 
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          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.53)</p>
    <p>or</p>
    <p>
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             d 
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             t 
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         </mfrac> 
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            ( 
          </mo> 
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             K 
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              ( 
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              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </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> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
           </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> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </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> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ∂ 
             </mo> 
             <mtext>
               Ω 
             </mtext> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi mathvariant="script">
              K 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.54)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (3.55)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        μ 
      </mi> 
     </math> as in (2.16). Here we have used the Trace Theorem followed by the arithmetic-geometric inequality. Now</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </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> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∇ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </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> 
      </mrow> 
     </math> (3.56)</p>
    <p>so choosing 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> in (3.54) such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, and then hiding the appropriate</p>
    <p>terms from the left hand side to the righthand side, we obtain</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </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> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </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> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                F 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ∂ 
               </mo> 
               <mi>
                 Ω 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </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> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.57)</p>
    <p>after also hiding the second term on the righthand side of (3.54) in the like term on its left hand side.</p>
    <p>Next, we integrate (3.57) over the interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and then take the supremum over 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> to obtain:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             sup 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ∇ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi mathvariant="script">
                    K 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       V 
                     </mi> 
                     <mn>
                       2 
                     </mn> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi mathvariant="script">
                    K 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       V 
                     </mi> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <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> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       V 
                     </mi> 
                     <mn>
                       2 
                     </mn> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mi>
                    F 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       V 
                     </mi> 
                     <mn>
                       1 
                     </mn> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                 <mi>
                   w 
                 </mi> 
                </mstyle> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi mathvariant="script">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         V 
                       </mi> 
                       <mn>
                         2 
                       </mn> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi mathvariant="script">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         V 
                       </mi> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
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              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
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                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  g 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
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                </mrow> 
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              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
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                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
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                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
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                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
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                   Ω 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
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                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.58)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math> a positive constant. By Holder inequality and (3.55),</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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          <mrow> 
           <msubsup> 
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              ∫ 
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            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
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                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <mi mathvariant="script">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         V 
                       </mi> 
                       <mn>
                         2 
                       </mn> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mi mathvariant="script">
                      K 
                    </mi> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         V 
                       </mi> 
                       <mn>
                         1 
                       </mn> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msup> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi mathvariant="script">
                  K 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     V 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.59)</p>
    <p>Also, by (3.55), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, so that</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi mathvariant="script">
                 K 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    V 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.60)</p>
    <p>by (3.33).</p>
    <p>Finally, using (2.22), Theorem 3.3, and Corollary 3.4, we get Theorem 3.9.</p>
    <p>Remark 3.10 Even if the porosity of the medium is not a function of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, but still remains a function of the spacial variable, this analysis has the advantage of showing some explicit role of the porosity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </math> in the advection (transport) through the </p>
    <p>presence of the vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> in the new equation. </p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>4. The Full Saturation Equation</title>
   <p>Up until now in this work, we have investigated the saturation equation (1.1) assuming that there is no transport term, i.e. the pure parabolic problem 1.7. With the change of the unknown function, a transport term was introduced and the transformed problem looked like a saturation problem (advection-diffusion problem). Now we consider the full saturation problem:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (4.1)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        on 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (4.2)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4.3)</p>
   <p>where Ω is a sufficiently regular, bounded domain of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> on Ω. Here 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math> is the so-called Darcy velocity and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> is the</p>
   <p>fractional flow function. We still assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is not necessarily 0.</p>
   <p>One assumption often made on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4.4)</p>
   <p>see for instance <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
     [2]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-4">
     [4]
    </xref>.</p>
   <sec id="s4_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>4.1. The Transformed Problem</title>
    <p>With the transformation, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, made in section 2, if we put</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ⋅ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ⋅ 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ⋅ 
             </mo> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mo>
               ⋅ 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.5)</p>
    <p>equations (4.1) through (4.3) become</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (4.6)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         on 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (4.7)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.8)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        F 
      </mi> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        D 
      </mi> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
     </math> are defined by (2.9), (2.8) and (2.19), respectively.</p>
    <p>Recall that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.9)</p>
    <p>We make the more or less restrictive condition</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (4.10)</p>
    <p>However, this condition is not that restrictive, since, in the modeling of two-phase flow through porous media, conductivity functions that satisfy this condition are proposed (see for example <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-18">
      [18]
     </xref>).</p>
    <p>We define the vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </math> by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.11)</p>
    <p>Then, letting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, problem (4.6)~(4.8) becomes</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         Δ 
       </mi> 
       <mi mathvariant="script">
         K 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (4.12)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            G 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         on 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> (4.13)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         in 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.14)</p>
    <p>We have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.15)</p>
    <p>Therefore</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.16)</p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.17)</p>
    <p>by (4.4). Thus (2.22) holds for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        F 
      </mi> 
     </math> replaced with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        g 
      </mi> 
     </math> and we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                v 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi mathvariant="script">
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi mathvariant="script">
           K 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.18)</p>
    <p>where, for convenience, we call the constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> again, quit to take the maximum of the two constants.</p>
    <p>We note that if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (that is the case when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>), then we get the saturation equation (1.4), and if 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, we get the pure parabolic equation (1.7).</p>
    <p>We see that, for problem (4.12) - (4.14), conditions for Theorem 3.3 and Theorem 3.9 are satisfied, therefore the conclusions of these two theorems hold. We state these facts as corollaries.</p>
    <p>Corollary 4.1 Under the conditions for Theorem 3.3, assume that (4.4) holds. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be solutions of Problem (4.12) - (4.14) corresponding to the initial conditions 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> respectively and the boundary conditions 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> respectively. Then</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mtext>
             sup 
           </mtext> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               V 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  H 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 V 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msup> 
                  <mi>
                    H 
                  </mi> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </msup> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                * 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (4.19)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Corollary 4.2 Under the conditions of Corollary 4.1, we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             sup 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ≤ 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi mathvariant="script">
             K 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi mathvariant="script">
                K 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   V 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi mathvariant="script">
               K 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  V 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   g 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ˜ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ‖ 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msup> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
                 <mi>
                   Ω 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (4.20)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math> a positive constant and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 w 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Also the conclusions of Lemma 3.5 and Lemma 3.7 hold for Problem (4.12) -(4.14) as well.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>4.2. Back to the Initial Problem</title>
    <p>Finally we go back to the initial saturation problem (4.1) - (4.3).</p>
    <p>Because of (1.11) and (2.1), some of the estimates we proved for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> transfer directly to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        S 
      </mi> 
     </math>, the solution of (4.1) - (4.3). For example, we have:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                V 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                ϕ 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              V 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (4.21)</p>
    <p>by (1.11).</p>
    <p>So that, by (3.22), we obtain the following.</p>
    <p>Corollary 4.3 Suppose that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are solutions of Problem (4.1) - (4.3) corresponding to the initial conditions 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. Assume 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Then </p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              ∞ 
            </mi> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ∞ 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                H 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                Ω 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> (4.22)</p>
    <p>This resembles a result (established for (1.4) for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>) in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
      [2]
     </xref>, except that the constant depends now on 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </math> explicitly. making (4.22) more general than the one in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
      [2]
     </xref>.</p>
    <p>Other estimates for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        S 
      </mi> 
     </math> will depend on the smoothness of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </math>, through the vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           w 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, for instance, when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </math> is a function of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> or 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math>, or both.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s5">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-"></xref>5. Conclusion and Perspectives</title>
   <p>In this paper, we have investigated the saturation problem (4.1) - (4.3), first by analyzing the case 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, through a change of unknown function, change that</p>
   <p>introduced the term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         w 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, which we mathematically interpret as a transport</p>
   <p>term. A physical interpretation might come with a numerical treatment of the transformed problem. A priori estimates have been established as well as some regularity results. The latter results will be useful for regularization and numerical treatments of the problem. Because of the degenerate nature of the problem, we often opt for a regularization before a numerical treatment can be considered. In a forthcoming paper, we investigate a regularization of the problem in the line of <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-2">
     [2]
    </xref> that follows the outline of a contribution chapter of the author in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.137012-19">
     [19]
    </xref>. For the numerical approximation, a question naturally comes into mind: How will the introduction of a new transport term influence the performance of the various schemes proposed for the solution of the saturation problem (4.1) - (4.3)? Our perspective is to investigate this aspect of the problem in the very near future, as well as the full pressure/saturation system when the porosity is not independent of the time variable, based on error analyses for the proposed numerical methods that will follow in a sequel of this work.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.137012-ref1">
    <label>1</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Fadimba, K.B. (1993) Regularization and Numerical Methods for a Class of Porous Medium Equations. Ph.D. Thesis, University of South Carolina.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref2">
    <label>2</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Fadimba, K.B. and Sharpley, R.C. (1995) A Priori Estimates and Regularization for a Class of Porous Medium Equations. The Nonlinear World, 2, 13-41.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref3">
    <label>3</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Rose, M.E. (1980) Numerical Methods for Flows through Porous Media—II. Computers &amp; Mathematics with Applications, 6, 99-122. &gt;https://doi.org/10.1016/0898-1221(80)90063-2
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref4">
    <label>4</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Rose, M.E. (1983) Numerical Methods for Flows through Porous Media. I. Mathematics of Computation, 40, 435-467. &gt;https://doi.org/10.1090/s0025-5718-1983-0689465-6
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref5">
    <label>5</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Smylie, D.L. (1989) A Near Optimal Order Approximation to a Class of Two-Sided Nonlinear Parabolic Partial Differential Equations. Ph.D. Thesis, University of Wyoming.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref6">
    <label>6</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Vazquez, J.L. (2007) The Porous Medium Equation: Mathematical Theory. Oxford University Press.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref7">
    <label>7</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Chavent, G. and Jaffre, J. (1986) Mathematical Models and Finite Element for Reservoir Simulation: Single Phase, Multiphase and Multicomponent Flows through Porous Media. North-Holland.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref8">
    <label>8</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Bear, J. and Verruijt, A. (1987) Modeling Groundwater Flow and Pollution. D. Reidel Publication Company.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref9">
    <label>9</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Ewing, R.E. (1983) 1. Problems Arising in the Modeling of Processes for Hydrocarbon Recovery. In: Ewing, R.E., Ed., The Mathematics of Reservoir Simulation, Society for Industrial and Applied Mathematics, 3-34. &gt;https://doi.org/10.1137/1.9781611971071.ch1
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref10">
    <label>10</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Fadimba, K.B. (2007) On Existence and Uniqueness for a Coupled System Modeling Immiscible Flow through a Porous Medium. Journal of Mathematical Analysis and Applications, 328, 1034-1056. &gt;https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2006.06.012
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref11">
    <label>11</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Kieu, T. (2017) A Mixed Finite Element Approximation for Darcy-Forchheimer Flows of Slightly Compressible Fluids. Applied Numerical Mathematics, 120, 141-164. &gt;https://doi.org/10.1016/j.apnum.2017.05.006
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref12">
    <label>12</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Chen, Z., Huan, G. and Ma, Y. (2006). Computational Methods for Multiphase Flows in Porous Media. Society for Industrial and Applied Mathematics. &gt;https://doi.org/10.1137/1.9780898718942
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref13">
    <label>13</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Pop, I.S. (1998) Regularization Methods in the Numerical Analysis of Some Degnerate Parabolic Equations. Ph.D. Thesis, Babes-Bolyai University.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref14">
    <label>14</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Arbogast, T. (1992) The Existence of Weak Solutions to Single Porosity and Simple Dual-Porosity Models of Two-Phase Incompressible Flow. Nonlinear Analysis: Theory, Methods &amp; Applications, 19, 1009-1031. &gt;https://doi.org/10.1016/0362-546x(92)90121-t
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref15">
    <label>15</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Xiao, W. and Zhang, Y. (2022) Gevrey Regularity and Time Decay of Fractional Porous Medium Equation in Critical Besov Spaces. Journal of Applied Mathematics and Physics, 10, 91-111. &gt;https://doi.org/10.4236/jamp.2022.101008
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref16">
    <label>16</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Wojnar, R. (2010) Boussinesq Equation for Flow in an Aquifer with Time Dependent Porosity. Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, 58, 165-170. &gt;https://doi.org/10.2478/v10175-010-0017-3
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref17">
    <label>17</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Romero-Guzmán, E.T., Reyes-Gutiérrez, L.R., Klapp, J. and Hernández-Mendoza, H. (2018) Characterization of Natural Vuggy Fractured Porous Medium: Its Physicochemical Properties, Porosity and Permeability. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 6, 38-49. &gt;https://doi.org/10.4236/jmmce.2018.61004
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref18">
    <label>18</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Fadimba, K.B. (2011) Pressure/Saturation System for Immiscible Two-Phase Flow: Uniqueness Revisited. Applied Mathematics, 2, 541-550. &gt;https://doi.org/10.4236/am.2011.25071
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref19">
    <label>19</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Fadimba, K.B. (2013) An Analysis for a Formulation of the Porous Medium Equation. In: Zhao, C.Y., Eds., Focus on Porous Medium Research, Material Science and Technologies, NOVA Science Publishers, 85-120.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref20">
    <label>20</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Fadimba, K.B. and Sharpley, R.C. (2004) Galerkin Finite Element Method for a Class of Porous Medium Equations. Nonlinear Analysis: Real World Applications, 5, 355-387. &gt;https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2003.07.001
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref21">
    <label>21</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Ciarlet, P.G. and Oden, J.T. (1978) The Finite Element Method for Elliptic Problems. Journal of Applied Mechanics, 45, 968-969. &gt;https://doi.org/10.1115/1.3424474
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref22">
    <label>22</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Glowinski, R. (1984) Numerical Methods for Nonlinear Variational Problems. Springer-Verlag.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref23">
    <label>23</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Brenner, S.C. and Scott, L.R. (1994) The Mathematical Theory of Finite Element Methods. Springer.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.137012-ref24">
    <label>24</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Fadimba, K.B. (2005) A Linearization of a Backward Euler Scheme for a Class of Degenerate Nonlinear Advection-Diffusion Equations. Nonlinear Analysis: Theory, Methods&amp;Applications, 63, e1097-e1106. &gt;https://doi.org/10.1016/j.na.2004.09.038
    </mixed-citation>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>