<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">Oalib</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Open Access Library Journal</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2333-9721</issn>
      <issn pub-type="ppub">2333-9705</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/oalib.1114915</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">Oalib-149570</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Biomedical</subject>
          <subject>Life Sciences</subject>
          <subject>Business</subject>
          <subject>Economics</subject>
          <subject>Chemistry</subject>
          <subject>Materials Science</subject>
          <subject>Computer Science</subject>
          <subject>Communications</subject>
          <subject>Earth</subject>
          <subject>Environmental Sciences</subject>
          <subject>Engineering</subject>
          <subject>Medicine</subject>
          <subject>Healthcare</subject>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
          <subject>Social Sciences</subject>
          <subject>Humanities</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Constraint Minimizers of the Gross-Pitaevskii Functional with Logarithmic Convolution and Ringed Shape Potential</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Li</surname>
            <given-names>Xuanxuan</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> School of Mathematics, Liaoning Normal University, Dalian, China </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The author declares no conflicts of interest.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>02</day>
        <month>02</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>02</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>13</volume>
      <issue>02</issue>
      <fpage>1</fpage>
      <lpage>13</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>22</day>
          <month>01</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>09</day>
          <month>02</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>12</day>
          <month>02</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/oalib.1114915">https://doi.org/10.4236/oalib.1114915</self-uri>
      <abstract>
        <p>We consider a constrained variational problem where the energy functional includes a logarithmic convolution term and an external potential <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>(</p>
        <p>| x |−A</p>
        <p>)</p>
        <p>2</p>
        <p>. There is a threshold <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>a</p>
        <p>*</p>
        <p>∈(</p>
        <p>0,∞</p>
        <p>)</p>
        <p>that we establish existence and nonexistence results for constraint minimizers: for <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>a&lt;</p>
        <p>a</p>
        <p>*</p>
        <p>, minimizers exist for any <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>γ≠0</p>
        <p>; for <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>a&gt;</p>
        <p>a</p>
        <p>*</p>
        <p>with <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>γ≠0</p>
        <p>and <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>a=</p>
        <p>a</p>
        <p>*</p>
        <p>with <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>γ&gt;0</p>
        <p>, no minimizer exists. Furthermore, for <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>γ&gt;0</p>
        <p>and <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>a↗</p>
        <p>a</p>
        <p>*</p>
        <p>, we analyze the limiting behavior of positive minimizers, showing that after suitable scaling, they converge to the standard ground state solution <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Q(</p>
        <p>x</p>
        <p>)</p>
        <p>of <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>−Δu+u=</p>
        <p>u</p>
        <p>3</p>
        <p>in <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>ℝ</p>
        <p>2</p>
        <p>. We also derive asymptotic estimates for the location of the maximum points of minimizers.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Gross-Pitaevskii Functional</kwd>
        <kwd>Constraint Minimizers</kwd>
        <kwd>Logarithmic Convolution</kwd>
        <kwd>Ringed Shape Potential</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction and Main Results</title>
      <p>The Schrödinger-Poisson system is a basic model in quantum mechanics that describes how charged particles interact through self-consistent electric fields. This system appears in many areas of physics, including semiconductor physics, quantum chemistry, and Bose-Einstein condensates. Since the landmark experiments on Bose-Einstein condensation (BEC) in ultracold atomic gases, a large number of bosonic atoms have been confined in a trapping potential and cooled to extremely low temperatures. Below the critical temperature, a macroscopic number of particles are observed to condense into the same single-particle quantum state. These Bose-Einstein condensates exhibit a variety of intriguing quantum phenomena, such as critical mass collapse and the emergence of quantum vortices in rotating traps. Specifically, if the interatomic interactions within the condensate are attractive, the system will collapse abruptly as soon as the particle number exceeds a critical threshold. We can find detailed information in [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>].</p>
      <p>In this paper, we consider the constraint minimizers of the following variational problem</p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(1.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>inf</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>S</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the energy functional</p>
      <disp-formula id="FD2">
        <label>(1.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>[</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>∇</mml:mo>
                                  <mml:mi>u</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>A</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>]</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>4</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> describes the attractive interactions. We study a two-dimensional system with the external potential</p>
      <disp-formula id="FD3">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>V</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a fixed parameter. This potential has a ring shape, with its minimum value on the circle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In recent years, such ring-shaped potentials have become important, because they can be created in laboratories using optical traps and magnetic fields. Physically, this potential can trap quantum particles to move mainly along a circular path, leading to interesting effects like persistent currents and vortex patterns. We can see [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>].</p>
      <p>From a mathematical perspective, the ring potential <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> poses several analytical challenges. First, it is non-convex, with its minimum attained on a closed curve rather than at an isolated point, resulting in a continuum of critical points that complicate standard minimization methods. Second, near its minimum, the potential exhibits a “Mexican hat” geometry, which requires new approaches to study concentration phenomena near critical parameters.</p>
      <p>A further difficulty arises from combining the ring potential with the logarithmic convolution term. The broken symmetry of the potential interacts with the long-range nature of the logarithmic term, leading to a nontrivial variational structure. Proving existence of constrained minimizers demands careful estimates in weighted spaces and refined inequalities to balance the potential and nonlocal contributions. Moreover, the geometry of the ring potential complicates the precise location of concentration points, rendering classical symmetry arguments ineffective and calling for new analytical tools.</p>
      <p>The logarithmic term derives from the fundamental solution of the Poisson equation in two dimensions and models electrostatic interactions in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Unlike the three-dimensional Coulomb potential, it is singular at both short and long distances, adding further mathematical complexity to the analysis.</p>
      <p>The logarithmic term creates several mathematical problems that make this work different from previous studies. First, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is not well-defined on the standard Sobolev space <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , because the logarithmic kernel decays slowly and has singular behavior. To solve the problem, drew inspiration from [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>], we denote the subspace</p>
      <disp-formula id="FD4">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>endowed with the norm</p>
      <disp-formula id="FD5">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>‖</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>‖</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>[</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>∇</mml:mo>
                                      <mml:mi>u</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>|</mml:mo>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>|</mml:mo>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the norm of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and then define the constraint set</p>
      <disp-formula id="FD6">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where and below we use <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to denote the standard Lebegure norm on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> q </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Recall from ([<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>], Lemma 3.1) that for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD7">
        <label>(1.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>is</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>compactly</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>embedded</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>into</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We claim that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Indeed,</p>
      <disp-formula id="FD8">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>A</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>|</mml:mo>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mo>|</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>it means that we can work in <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Second, the logarithmic term is unbounded both at infinity and near the origin, requiring careful decomposition and estimation methods. To overcome these problems, we work in a weighted Sobolev space and split the logarithmic kernel into positive and negative parts. This approach lets us handle the negative part using the Hardy-Littlewood-Sobolev inequality while controlling the positive part through weighted estimates.</p>
      <p>Inspired by [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>], we perform that</p>
      <disp-formula id="FD9">
        <label>(1.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>ln</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>ln</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>|</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mo>−</mml:mo>
                                    <mml:mi>y</mml:mi>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>|</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>ln</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mo>|</mml:mo>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mo>−</mml:mo>
                                        <mml:mi>y</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mo>|</mml:mo>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>−</mml:mo>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Denote</p>
      <disp-formula id="FD10">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>∗</mml:mo>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Similar to [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>] we then deduce that </p>
      <disp-formula id="FD11">
        <label>(1.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>∗</mml:mo>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In virtue of the Hardy-Littlewood-Sobolev inequality (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]):</p>
      <disp-formula id="FD12">
        <label>(1.6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mi>y</mml:mi>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mtext>
                  </mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>there exists a constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that</p>
      <disp-formula id="FD13">
        <label>(1.7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>8</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>8</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>It follows from (1.4)-(1.7) that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> ln </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> x </mml:mi><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is well defined on <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and thus the energy functional <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is well defined on <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If the external potential <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (1.2) is ignored, it was shown in [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> possesses minimizers if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Here <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the unique positive radially symmetric solution of the following scalar field equation (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]):</p>
      <disp-formula id="FD14">
        <label>(1.8)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Furthermore, <inline-formula><mml:math><mml:mi> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> decays exponentially as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the sense that </p>
      <disp-formula id="FD15">
        <label>(1.9)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∇</mml:mo>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>], it has been proved that the above function <inline-formula><mml:math><mml:mi> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an achievement function of the equality in the following classical Gagliardo-Nirenberg inequality:</p>
      <disp-formula id="FD16">
        <label>(1.10)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>Q</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From (1.8) and (1.10) we can get that</p>
      <disp-formula id="FD17">
        <label>(1.11)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:mi>Q</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>Q</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>Q</mml:mi>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By means of these results, we establish the existence and nonexistence of minimizers for (1.1).</p>
      <p><bold>Theorem 1.1</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>be the unique positive solution of</italic>(1.8)<italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> * </mml:mo></mml:msup><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . [(1)]</p>
      <p>1)<italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>then there exists at least one minimizer of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ;</p>
      <p>2) <italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then there is no minimizer of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ;</p>
      <p>3) <italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then there is no minimizer of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><italic>Moreover</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> lim </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>The proof of Theorem 1.1 needs the Hardy-Littlewood-Sobolev inequality (1.6) and Gagliardo-Nirenberg inequality (1.10). However, because of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it is hard to get the lower bound of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , furthermore, in the case of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the weak lower semicontinuity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is difficult to obtain. To solve the above-mentioned difficulties, we decomposed the potential term and bounded the logarithmic convolution term to prove that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded from below. Subsequently, we proved the continuity of the logarithmic term to obtain the weak lower semicontinuity of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>The following result deals with the limiting behavior of minimizers of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is fixed. We only consider positive minimizers of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the subsequent analysis.</p>
      <p><bold>Theorem 1.2</bold><bold>.</bold><italic>Assume that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a positive minimizer of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> * </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>. Then we have</italic></p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> lim </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mi> π </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mi> π </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>in</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <p><italic>where</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the unique maximum point of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>as</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and there exists some constant</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>satisfies</italic></p>
      <disp-formula id="FD18">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>lim</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>↗</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In establishing Theorem 1.2, we confront several additional challenges. First, the presence of the logarithmic convolution term complicates the analysis of the energy functional <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> given in (1.2). To address this, we employ a key estimate: there exists a constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , independent of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , satisfying</p>
      <disp-formula id="FD19">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>for</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>all</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes a rescaled version of the positive minimizer <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Second, the scaled minimizer <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> lacks uniform boundedness as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> due to the translation-variance of the norm in <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:math></inline-formula> . We resolve this by adapting techniques from [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. Lastly, obtaining precise details about the maximum point <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> requires novel approaches, because the term <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> changes under translations and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi> lim </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> * </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Existence and Nonexistence of Minimizers</title>
      <p>In this section, we shall give the proof of Theorem 1.1 on the existence and nonexistence of minimizers for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proof of Theorem 1.1.</bold> 1) We first prove the existence of minimizers for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For any function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we recall the following Gagliardo-Nirenberg inequality from [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]:</p>
      <disp-formula id="FD20">
        <label>(2.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>q</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>Q</mml:mi>
                                  <mml:mi>q</mml:mi>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>q</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>q</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>∇</mml:mo>
                                  <mml:mi>u</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mi> q </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the unique positive solution of the following elliptic equation </p>
      <disp-formula id="FD21">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Combining Equation (1.7) with inequality (2.1), we find that there exists a constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that</p>
      <disp-formula id="FD22">
        <label>(2.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>∇</mml:mo>
                                  <mml:mi>u</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∀</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In view of above facts, we now prove Theorem 1.1 (1) by the following four cases.</p>
      <p>Case 1: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By Young’s Inequality, we have that for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD23">
        <label>(2.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>taking <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then by (1.2), (1.4), (1.10), (2.2) and (2.3), we get that for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD24">
        <label>(2.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>∇</mml:mo>
                                  <mml:mi>u</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>this shows that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded below. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a minimizing sequence for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From (2.4), we observe that both <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded independently of <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Combined with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we conclude that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is uniformly bounded in <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Due to (1.3), there exists a function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> W </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that</p>
      <disp-formula id="FD25">
        <label>(2.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⇀</mml:mo>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mi>q</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>for</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>any</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>n</mml:mi>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which means that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Moreover, it follows from ([<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>], Lemma 2.2) that</p>
      <disp-formula id="FD26">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ln</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>lim</mml:mi>
                <mml:mi>inf</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ln</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By the weak lower semicontinuity, we have</p>
      <disp-formula id="FD27">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>A</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>liminf</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>A</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We conclude from the above that</p>
      <disp-formula id="FD28">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>lim</mml:mi>
                <mml:mi>inf</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which implies that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and thus <inline-formula><mml:math><mml:mi> u </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a minimizer of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Case 2: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By (1.2), (1.4), (2.2) and (2.3), we get that for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD29">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>∇</mml:mo>
                                  <mml:mi>u</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>it shows that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded below. Following the same approach as in Case 1, we find that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has at least one minimizer for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Case 3: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Applying Young’s inequality, we deduce from (1.5) that for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD30">
        <label>(2.6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>ϵ</mml:mi>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>∗</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>ϵ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Taking <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϵ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> γ </mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , by (1.2), (1.4), (1.10) and (2.6), we then obtain that for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD31">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>A</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>16</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>by (2.3), taking <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then we get</p>
      <disp-formula id="FD32">
        <label>(2.7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>8</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>3</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>16</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which yields that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded from below. Similar to Case 1, one can choose a minimizing sequence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> lim </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it follows that we obtain the equivalent conclusion (2.5).</p>
      <p>Using the same argumentation method as in [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], we can obtain </p>
      <disp-formula id="FD33">
        <label>(2.8)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>lim</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then then following proof is similar to that of Case 1.</p>
      <p>Case 4: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By (1.2), (1.4) (1.5) and (2.3), we get that for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD34">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>8</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>3</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>16</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which means that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded from below. The following proof is similar to that of Case 3.</p>
      <p>2) We next prove the nonexistence of minimizers of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Consider the test function </p>
      <disp-formula id="FD35">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mi>τ</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>τ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>Q</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>Q</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Clearly, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> τ </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It follows from (1.10) and (1.11) that for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD36">
        <label>(2.9)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mi>τ</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>τ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>τ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>Q</mml:mi>
                        <mml:mn>4</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mfrac>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                                  </mml:mfrac>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mn>0</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mn>0</mml:mn>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>Q</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>τ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>τ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>Q</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>as</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>it means that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has no minimizer when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , or when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Moreover, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>3) We now examine the limit <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> lim </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Assuming <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (2.9) and find that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It implies that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> lim </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> τ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:mtext> lim </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This establishes the proof of Theorem 1.1. □</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Limiting Behavior of Minimizers</title>
      <p>In this section, we prove Theorem 1.2 on the limiting behavior of positive minimizers for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is fixed. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a minimizer of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then the variational theory shows that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies the following Euler-Lagrange equation: </p>
      <disp-formula id="FD37">
        <label>(3.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>π</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>d</mml:mtext>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the associated Lagrange multiplier and satisfies that </p>
      <disp-formula id="FD38">
        <label>(3.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mi>π</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We first establish some estimates for positive minimizers.</p>
      <p><bold>Lemma 3.1</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>be a positive minimizer of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> * </mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>define</italic></p>
      <disp-formula id="FD39">
        <label>(3.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>∇</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>u</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:mi>a</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>where</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a global maximum point of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <italic>Then we have</italic></p>
      <p>1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>satisfies that for any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD40">
        <label>(3.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>2) <italic>There exists a constant</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>independent of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>such that</italic></p>
      <disp-formula id="FD41">
        <label>(3.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>B</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>3) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>satisfies that for any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD42">
        <label>(3.6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>where</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the unique positive solution of</italic> (1.8).</p>
      <p>We can draw on the proof method of Lemma 3.1 in [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], and will not elaborate on it in detail here.</p>
      <p><bold>Lemma 3.2</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>be given by</italic>(3.3),<italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a global maximum point</italic><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>. Then we have</italic>[(1)] </p>
      <p>1) <italic>There exists a large constant</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>such that for any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD43">
        <label>(3.7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>where the constant</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is independent of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; </p>
      <p>2) <italic>The global maximum point</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is unique and satisfies that for any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>there exists a constant</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>independent of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>such that</italic></p>
      <disp-formula id="FD44">
        <label>(3.8)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>↗</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Proof.</bold>Similar to [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], we can obtain (3.7). Now we prove (3.8). Due to (1.2) (1.10) and (3.3), that</p>
      <disp-formula id="FD45">
        <label>(3.9)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>ln</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>ln</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:mi>a</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:mi>a</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>A</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We claim that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is uniformly bounded as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Otherwise, there exists a sequence of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it means that for any constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD46">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:munder>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>lim</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>→</mml:mo>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>A</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:munder>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>lim</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>→</mml:mo>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mi>x</mml:mi>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mi>A</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:munder>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>lim</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>→</mml:mo>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mi>x</mml:mi>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>A</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:munder>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>lim</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>→</mml:mo>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                                          <mml:mo>,</mml:mo>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>a</mml:mi>
                                            <mml:mi>k</mml:mi>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>|</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>A</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:msub>
                                        <mml:mi>a</mml:mi>
                                        <mml:mi>k</mml:mi>
                                      </mml:msub>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This estimate and (3.9) imply that</p>
      <disp-formula id="FD47">
        <label>(3.10)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:mi>π</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>ln</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>γ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:mi>π</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle displaystyle="true">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mo>∫</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>|</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>k</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>holds for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which contradicts with Theorem 1.1. So, the above claim is proved. Then, we obtain that there exists a constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> independent of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that</p>
      <disp-formula id="FD48">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>↗</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>it further implies that for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>We finally prove the uniqueness of the global maximum point <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Due to (3.1) and (3.3), we obtain that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies</p>
      <disp-formula id="FD49">
        <label>(3.11)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>ln</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>in</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Denote</p>
      <disp-formula id="FD50">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>K</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>λ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>in</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>So we get</p>
      <disp-formula id="FD51">
        <label>(3.12)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We deduce from (3.3) that</p>
      <disp-formula id="FD52">
        <label>(3.13)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∇</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>γ</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>it means that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded uniformly in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> q </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded uniformly in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> loc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Employing the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> p </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -estimate (refer to[<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>], Theorem 9.11) on (3.12), we establish that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is uniformly bounded in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> W </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> loc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Through the standard Sobolev embedding theorem, we further deduce </p>
      <disp-formula id="FD53">
        <label>(3.14)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>maintains</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>uniform</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>boundedness</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>loc</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>for</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>certain</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>μ</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>↗</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>According to ([<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>], Proposition 2.3), the expression <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msub><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> ln </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> belongs to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> loc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> μ </mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Consequently, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> shows uniform boundedness in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> μ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for large <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> during this limit. Using the Schauder estimate (see ([<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>], Theorem 6.2)) on Equation (3.12), we determine that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is uniformly bounded in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> μ </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This implies that there exists <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that, up to a subsequence, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> converges to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From Equation (3.6), we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which gives</p>
      <disp-formula id="FD54">
        <label>(3.15)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>B</mml:mi>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>↗</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for sufficiently large <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Since the origin 0 is the unique global maximum point of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (3.15) demonstrates that all local maxima of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> must converge toward 0 and remain confined within <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> δ </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for some small <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The condition <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ensures <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> holds for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Following ([<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>], Lemma 4.2), we establish that as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , each <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> possesses precisely one maximum point located at 0. Thus, the global maximum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> becomes unique as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , thereby concluding the proof of Lemma 3.2. □</p>
      <p>Now we prove the refined limiting behavior of positive minimizers of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℋ </mml:mi><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proof of Theorem 1.2.</bold> In view of Lemma 3.1 and Lemma 3.2, we only need to prove that</p>
      <disp-formula id="FD55">
        <label>(3.16)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mo>∩</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>↗</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and</p>
      <disp-formula id="FD56">
        <label>(3.17)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>8</mml:mn>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined by (3.3) and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the unique maximum point of the positive minimizer <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>We can obtain (3.16) by using the same argumentation method as that in [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. Next, we prove (3.16) as follows. We first give the upper estimate of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> . </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Setting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mi> π </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (2.9), we obtain that</p>
      <disp-formula id="FD57">
        <label>(3.18)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>16</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>8</mml:mn>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>as</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>↗</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We now give the lower estimate of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>] we have that</p>
      <disp-formula id="FD58">
        <label>(3.19)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>Q</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>Q</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mi>y</mml:mi>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>as</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>↗</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We infer from (1.2), (1.10), (1.11), (3.16) and (3.19) that</p>
      <disp-formula id="FD59">
        <label>(3.20)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                                  <mml:mo>,</mml:mo>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>|</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:mi>a</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                                      <mml:mo>,</mml:mo>
                                      <mml:mi>a</mml:mi>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>|</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>A</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>γ</mml:mi>
                                <mml:mo>,</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>γ</mml:mi>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>4</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>o</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>16</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>8</mml:mn>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>as</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>↗</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the equal sign can be obtained when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> takes the following value,</p>
      <disp-formula id="FD60">
        <label>(3.21)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>8</mml:mn>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>as</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>↗</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>so we get a more precise estimate of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Combining (3.18) with (3.9), we conclude that as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD61">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>≈</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>16</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>8</mml:mn>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>γ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle displaystyle="true">
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mo>∫</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ln</mml:mtext>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>|</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>Q</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies (3.21). Moreover, we derive from (3.16) and (3.21) that </p>
      <disp-formula id="FD62">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>lim</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>↗</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>8</mml:mn>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>γ</mml:mi>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mtext>*</mml:mtext>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>8</mml:mn>
                            <mml:mi>π</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                                </mml:msup>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>γ</mml:mi>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>γ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>Q</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>in</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
            <mml:mo>∩</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This completes the proof of Theorem 1.2. □</p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Conclusion</title>
      <p>In conclusion, we have completely classified the existence and non-existence of constraint minimizers for a Gross-Pitaevskii functional with ring potential and logarithmic nonlocality. The critical parameter <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is identified, and the blow-up profile of minimizers as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↗ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is rigorously derived. This work extends previous studies on local interaction models to the nonlocal logarithmic case under a ring-shaped constraint, revealing new concentration phenomena and offering a basis for further analytical and numerical investigations.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Anderson, M.H., Ensher, J.R., Matthews, M.R., Wieman, C.E. and Cornell, E.A. (1995) Observation of Bose-Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor. <italic>Science</italic>, 269, 198-201. https://doi.org/10.1126/science.269.5221.198 <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.269.5221.198</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">17789847</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1126/science.269.5221.198">https://doi.org/10.1126/science.269.5221.198</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Anderson, M.H.</string-name>
              <string-name>Ensher, J.R.</string-name>
              <string-name>Matthews, M.R.</string-name>
              <string-name>Wieman, C.E.</string-name>
              <string-name>Cornell, E.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>1995</year>
            <article-title>Observation of Bose-Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor</article-title>
            <source>Science</source>
            <volume>269</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.269.5221.198</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">17789847</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Dalfovo, F., Giorgini, S., Pitaevskii, L.P. and Stringari, S. (1999) Theory of Bose-Einstein Condensation in Trapped Gases. <italic>Reviews of Modern Physics</italic>, 71, 463-512. https://doi.org/10.1103/revmodphys.71.463 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/revmodphys.71.463</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/revmodphys.71.463">https://doi.org/10.1103/revmodphys.71.463</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Dalfovo, F.</string-name>
              <string-name>Giorgini, S.</string-name>
              <string-name>Pitaevskii, L.P.</string-name>
              <string-name>Stringari, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>1999</year>
            <article-title>Theory of Bose-Einstein Condensation in Trapped Gases</article-title>
            <source>Reviews of Modern Physics</source>
            <volume>71</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/revmodphys.71.463</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Sackett, C.A., Stoof, H.T.C. and Hulet, R.G. (1998) Growth and Collapse of a Bose-Einstein Condensate with Attractive Interactions. <italic>Physical Review Letters</italic>, 80, 2031-2034. https://doi.org/10.1103/physrevlett.80.2031 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.80.2031</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevlett.80.2031">https://doi.org/10.1103/physrevlett.80.2031</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Sackett, C.A.</string-name>
              <string-name>Stoof, H.T.C.</string-name>
              <string-name>Hulet, R.G.</string-name>
            </person-group>
            <year>1998</year>
            <article-title>Growth and Collapse of a Bose-Einstein Condensate with Attractive Interactions</article-title>
            <source>Physical Review Letters</source>
            <volume>80</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.80.2031</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Bradley, C.C., Sackett, C.A. and Hulet, R.G. (1997) Bose-Einstein Condensation of Lithium: Observation of Limited Condensate Number. <italic>Physical Review Letters</italic>, 78, 985-989. https://doi.org/10.1103/physrevlett.78.985 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.78.985</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevlett.78.985">https://doi.org/10.1103/physrevlett.78.985</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bradley, C.C.</string-name>
              <string-name>Sackett, C.A.</string-name>
              <string-name>Hulet, R.G.</string-name>
            </person-group>
            <year>1997</year>
            <article-title>Bose-Einstein Condensation of Lithium: Observation of Limited Condensate Number</article-title>
            <source>Physical Review Letters</source>
            <volume>78</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.78.985</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Huepe, C., Métens, S., Dewel, G., Borckmans, P. and Brachet, M.E. (1999) Decay Rates in Attractive Bose-Einstein Condensates. <italic>Physical Review Letters</italic>, 82, 1616-1619. https://doi.org/10.1103/physrevlett.82.1616 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.82.1616</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevlett.82.1616">https://doi.org/10.1103/physrevlett.82.1616</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Huepe, C.</string-name>
              <string-name>Dewel, G.</string-name>
              <string-name>Borckmans, P.</string-name>
              <string-name>Brachet, M.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>1999</year>
            <article-title>Decay Rates in Attractive Bose-Einstein Condensates</article-title>
            <source>Physical Review Letters</source>
            <volume>82</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.82.1616</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Rendön, P.L. and Ley-Koo, E. (2015) Complete Sets of Circular, Elliptic and Bipolar Harmonic Vortices on a Plane. <italic>Revista</italic><italic>Mexicana de</italic><italic>Física</italic>, 61, 120-129.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ley-Koo, E.</string-name>
              <string-name>Circular, E</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>Complete Sets of Circular, Elliptic and Bipolar Harmonic Vortices on a Plane</article-title>
            <source>Revista Mexicana de Física</source>
            <volume>61</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Ryu, C., Andersen, M., Cladé, P., Natarajan, V., Helmerson, K. and Phillips, W. (2007) Observation of Persistent Flow of a Bose-Einstein Condensate in a Toroidal Trap. <italic>Physical Review Letters</italic>, 99, Article ID: 260401. https://doi.org/10.1103/physrevlett.99.260401 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.99.260401</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">18233561</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevlett.99.260401">https://doi.org/10.1103/physrevlett.99.260401</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ryu, C.</string-name>
              <string-name>Andersen, M.</string-name>
              <string-name>Natarajan, V.</string-name>
              <string-name>Helmerson, K.</string-name>
              <string-name>Phillips, W.</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>Observation of Persistent Flow of a Bose-Einstein Condensate in a Toroidal Trap</article-title>
            <source>Physical Review Letters</source>
            <volume>99</volume>
            <fpage>260401</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.99.260401</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">18233561</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Halkyard, P.L. (2010) Dynamics in Cold Atomic Gases: Resonant Behaviour of the Quantum Delta-Kicked Accelerator and Bose-Einstein Condensates in Ring Traps. Ph.D. Thesis, Durham University.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Halkyard, P.L.</string-name>
              <string-name>Thesis, D</string-name>
            </person-group>
            <year>2010</year>
            <article-title>Dynamics in Cold Atomic Gases: Resonant Behaviour of the Quantum Delta-Kicked Accelerator and Bose-Einstein Condensates in Ring Traps</article-title>
            <source>Ph.D. Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Cingolani, S. and Jeanjean, L. (2019) Stationary Waves with Prescribed-Norm for the Planar Schrödinger—Poisson System. <italic>SIAM Journal on Mathematical Analysis</italic>, 51, 3533-3568. https://doi.org/10.1137/19m1243907 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/19m1243907</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/19m1243907">https://doi.org/10.1137/19m1243907</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cingolani, S.</string-name>
              <string-name>Jeanjean, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>Stationary Waves with Prescribed-Norm for the Planar Schrödinger—Poisson System</article-title>
            <source>SIAM Journal on Mathematical Analysis</source>
            <volume>51</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/19m1243907</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Stubbe, J. (2008) Bound States of Two-Dimensional Schrödinger-Newton Equations.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Stubbe, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>Bound States of Two-Dimensional Schrödinger-Newton Equations</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zhang, J. (2000) Stability of Standing Waves for Nonlinear Schrödinger Equations with Unbounded Potentials. <italic>Zeitschrift</italic><italic>für</italic><italic>angewandte</italic><italic>Mathematik</italic><italic>und</italic><italic>Physik</italic>, 51, 498-503. https://doi.org/10.1007/pl00001512 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/pl00001512</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/pl00001512">https://doi.org/10.1007/pl00001512</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhang, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>Stability of Standing Waves for Nonlinear Schrödinger Equations with Unbounded Potentials</article-title>
            <source>Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik</source>
            <volume>51</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/pl00001512</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Cingolani, S. and Weth, T. (2016) On the Planar Schrödinger-Poisson System. <italic>Annales de</italic><italic>l</italic>’ <italic>Institut</italic><italic>Henri</italic><italic>Poincaré</italic><italic>C</italic>, <italic>Analyse</italic><italic>non</italic><italic>Linéaire</italic>, 33, 169-197. https://doi.org/10.1016/j.anihpc.2014.09.008 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.anihpc.2014.09.008</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.anihpc.2014.09.008">https://doi.org/10.1016/j.anihpc.2014.09.008</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cingolani, S.</string-name>
              <string-name>Weth, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>On the Planar Schrödinger-Poisson System</article-title>
            <source>Annales de l’Institut Henri Poincaré C</source>
            <volume>33</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.anihpc.2014.09.008</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Liu, M. and Zhang, S. (2025) Normalized Solutions for the-Critical Schrödinger-Poisson System in . <italic>Annals of Functional Analysis</italic>, 16, 33-97. https://doi.org/10.1007/s43034-025-00447-z <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s43034-025-00447-z</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s43034-025-00447-z">https://doi.org/10.1007/s43034-025-00447-z</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Liu, M.</string-name>
              <string-name>Zhang, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Normalized Solutions for the-Critical Schrödinger-Poisson System in</article-title>
            <source>Annals of Functional Analysis</source>
            <volume>16</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s43034-025-00447-z</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Lieb, E.H. and Loss, M. (2001) Analysis, Graduate Studies in Mathematics. Vol. 14, 2nd Edition, American Mathematical Society.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lieb, E.H.</string-name>
              <string-name>Loss, M.</string-name>
              <string-name>Analysis, G</string-name>
              <string-name>Edition, A</string-name>
            </person-group>
            <year>2001</year>
            <article-title>Analysis, Graduate Studies in Mathematics</article-title>
            <source>Vol. 14</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gidas, B., Ni, W.-M. and Nirenberg, L. (1981) Symmetry of Positive Solutions of Nonlinear Elliptic Equations in . <italic>Advances in Mathematics</italic>. <italic>Supplementary Studies</italic>, 7, 369-402.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gidas, B.</string-name>
              <string-name>Ni, W.</string-name>
              <string-name>Nirenberg, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>1981</year>
            <article-title>Symmetry of Positive Solutions of Nonlinear Elliptic Equations in</article-title>
            <source>Advances in Mathematics. Supplementary Studies</source>
            <volume>7</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Kwong, M.K. (1989) Uniqueness of Positive Solutions of <italic>in</italic>. <italic>Archive for Rational Mechanics and Analysis</italic>, 105, 243-266. https://doi.org/10.1007/bf00251502 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf00251502</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/bf00251502">https://doi.org/10.1007/bf00251502</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kwong, M.K.</string-name>
            </person-group>
            <year>1989</year>
            <article-title>Uniqueness of Positive Solutions of in</article-title>
            <source>Archive for Rational Mechanics and Analysis</source>
            <volume>105</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf00251502</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Weinstein, M.I. (1983) Nonlinear Schrödinger Equations and Sharp Interpolation Estimates. <italic>Communications in Mathematical Physics</italic>, 87, 567-576. https://doi.org/10.1007/bf01208265 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf01208265</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/bf01208265">https://doi.org/10.1007/bf01208265</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Weinstein, M.I.</string-name>
            </person-group>
            <year>1983</year>
            <article-title>Nonlinear Schrödinger Equations and Sharp Interpolation Estimates</article-title>
            <source>Communications in Mathematical Physics</source>
            <volume>87</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf01208265</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Guo, Y., Luo, Y. and Yang, W. (2020) The Nonexistence of Vortices for Rotating Bose-Einstein Condensates with Attractive Interactions. <italic>Archive for Rational Mechanics and Analysis</italic>, 238, 1231-1281. https://doi.org/10.1007/s00205-020-01564-w <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00205-020-01564-w</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00205-020-01564-w">https://doi.org/10.1007/s00205-020-01564-w</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Guo, Y.</string-name>
              <string-name>Luo, Y.</string-name>
              <string-name>Yang, W.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>The Nonexistence of Vortices for Rotating Bose-Einstein Condensates with Attractive Interactions</article-title>
            <source>Archive for Rational Mechanics and Analysis</source>
            <volume>238</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00205-020-01564-w</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gilbarg, D. and Trudinger, N.S. (1997) Elliptic Partial Differential Equations of Second Order. Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gilbarg, D.</string-name>
              <string-name>Trudinger, N.S.</string-name>
            </person-group>
            <year>1997</year>
            <article-title>Elliptic Partial Differential Equations of Second Order</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Ni, W.-M. and Takagi, I. (1991) On the Shape of Least-Energy Solutions to a Semilinear Neumann Problem. <italic>Communications on Pure and Applied Mathematics</italic>, 44, 819-851. https://doi.org/10.1002/cpa.3160440705 <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/cpa.3160440705</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1002/cpa.3160440705">https://doi.org/10.1002/cpa.3160440705</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ni, W.</string-name>
              <string-name>Takagi, I.</string-name>
            </person-group>
            <year>1991</year>
            <article-title>On the Shape of Least-Energy Solutions to a Semilinear Neumann Problem</article-title>
            <source>Communications on Pure and Applied Mathematics</source>
            <volume>44</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/cpa.3160440705</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>