<?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">jamp</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Journal of Applied Mathematics and Physics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2327-4379</issn>
      <issn pub-type="ppub">2327-4352</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/jamp.2026.1410188</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">jamp-154444</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Uniform Error Estimates for Singularly Perturbed Cauchy Problems via Green’s Functions and Spectral Decomposition</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-9532-4133</contrib-id>
          <name name-style="western">
            <surname>Tchikoko</surname>
            <given-names>António Camunga</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Mucenje</surname>
            <given-names>David Benje</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2">2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Fernando</surname>
            <given-names>Euclides Faustino da Costa</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff3">3</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Department of Basic Sciences, Institute of Information and Communication Technologies, University of Luanda, Luanda, Angola </aff>
      <aff id="aff2"><label>2</label> Department of Exact and Natural Sciences, Higher Institute of Educational Sciences of Benguela, Benguela, Angola </aff>
      <aff id="aff3"><label>3</label> Department of Exact and Natural Sciences, Higher Institute of Educational Sciences of Huambo, Huambo, Angola </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The authors declare no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>08</day>
        <month>10</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>10</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>14</volume>
      <issue>10</issue>
      <fpage>3852</fpage>
      <lpage>3870</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>28</day>
          <month>08</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>09</day>
          <month>10</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>12</day>
          <month>10</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/jamp.2026.1410188">https://doi.org/10.4236/jamp.2026.1410188</self-uri>
      <abstract>
        <p>We study a singularly perturbed Cauchy problem for a second order linear ordinary differential equation with constant coefficients, in which a small parameter <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>ε&gt;0</p>
        <p>multiplies the highest derivative. Because the reduced first order equation cannot generally satisfy both initial conditions, a layer of width <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>O(</p>
        <p>ε</p>
        <p>)</p>
        <p>develops near the initial point. An exact Green’s function representation, combined with the separation of the characteristic roots into slow and fast modes, yields an <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>O(</p>
        <p>ε</p>
        <p>)</p>
        <p>error bound for the solution in the uniform norm on the full interval. For the derivative, we isolate an exponentially localized term proportional to the initial-data mismatch and bound the remaining contribution by <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>O(</p>
        <p>ε</p>
        <p>)</p>
        <p>. When the initial slope is compatible with the reduced equation, the order one fast component is absent and convergence holds in <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>C</p>
        <p>1</p>
        <p>with order <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>O(</p>
        <p>ε</p>
        <p>)</p>
        <p>. A closed form example proves that the uniform solution rate and the order one derivative discrepancy at the initial point are optimal. We also state the additional kernel and spectral assumptions needed for analogous results for variable coefficients, higher order equations, and systems.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Singular Perturbations</kwd>
        <kwd>Initial Layer</kwd>
        <kwd>Error Estimates</kwd>
        <kwd>Uniform Convergence</kwd>
        <kwd>Green’s Function</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Singularly perturbed differential equations arise in mathematical models in which processes evolving on widely separated time or spatial scales interact. Their defining feature is the presence of a small positive parameter multiplying the highest-order derivative. As this parameter approaches zero, the order of the differential equation is reduced, and the limiting problem can no longer accommodate all the conditions imposed on the original equation. This loss of order generally produces thin transition regions, known as boundary or initial layers, where the solution or its derivatives vary rapidly.</p>
      <p>These problems occur in fluid mechanics, reaction kinetics, control theory, electrical circuits, transport phenomena, and other areas involving multiple timescales. From the analytical point of view, the principal difficulty is that convergence to the reduced solution is usually nonuniform near the layer. Although the solution itself may converge uniformly, its derivatives may retain an order-one discrepancy within a region whose thickness tends to zero with the perturbation parameter.</p>
      <p>For linear ordinary differential equations, the qualitative convergence theory is well established [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Nevertheless, qualitative convergence alone does not determine the rate of approximation, the dependence of the estimates on the data, or the precise contribution of the rapidly decaying characteristic mode. These questions are essential for rigorous asymptotic analysis and for the construction of numerical methods whose accuracy remains uniform with respect to the perturbation parameter.</p>
      <p>The purpose of this paper is to derive explicit and parameter-uniform error estimates for a second-order singularly perturbed Cauchy problem with constant coefficients. Our approach combines an exact Green’s function representation with a spectral decomposition of the characteristic roots into slow and fast modes. This makes it possible to identify the initial-layer contribution explicitly and to determine the compatibility condition under which that contribution disappears.</p>
      <p>The main contributions of the paper are as follows:</p>
      <p>(i) an explicit and rigorous <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> uniform estimate for the difference between the perturbed and reduced solutions;</p>
      <p>(ii) a pointwise decomposition of the derivative error into an exponentially localized initial-layer term and an <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> remainder;</p>
      <p>(iii) an exact compatibility condition ensuring uniform <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> convergence;</p>
      <p>(iv) numerical experiments comparing exact errors with the explicit theoretical bounds;</p>
      <p>(v) a closed-form example demonstrating the sharpness of the estimates.</p>
      <p>The remainder of the paper is organized as follows. Section 2 introduces the singularly perturbed problem and its reduced counterpart. Section 3 establishes the functional setting and regularity of the reduced solution. Section 4 analyzes the characteristic roots and the separation of timescales, while Section 5 derives the error equation and its Green’s-function representation. Sections 6 and 7 establish the uniform solution and derivative estimates. Section 8 states precise prototypes for extensions, Section 9 presents numerical experiments, and Section 10 gives an explicit example confirming sharpness. Conclusions are collected in Section 11.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Problem Formulation</title>
      <sec id="sec2dot1">
        <title>2.1. Problem Statement</title>
        <p>Fix <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and consider the family of linear, constant-coefficient, second-order Cauchy problems</p>
        <disp-formula id="FD1">
          <label>(2.1)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>ε</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:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>ε</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:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>ε</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:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD2">
          <label>(2.2)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>under the standing hypotheses</p>
        <disp-formula id="FD3">
          <label>(2.3)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <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:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <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>Define once and for all the admissible parameter threshold</p>
        <disp-formula id="FD4">
          <label>(2.4)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>adm</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mtext>min</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>We take <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This single threshold guarantees real, distinct, negative characteristic roots, the quantitative root separation used in the Green’s-function estimates, and constants independent of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> . As <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , one formally discards the term <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and is left with the <italic>reduced</italic> first-order problem</p>
        <disp-formula id="FD5">
          <label>(2.5)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>'</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Problem (2.5) is of first order, so it can only absorb <italic>one</italic> of the two initial data in (0.2); the datum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is imposed, but in general</p>
        <disp-formula id="FD6">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>A</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>≠</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>This mismatch generates an <italic>initial layer</italic> of width <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> near <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where the derivative of the perturbed solution differs substantially from that of the reduced solution. We address the following questions:</p>
        <p>(Q1) <bold>Uniform solution error.</bold> At what rate does <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> converge to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the full interval <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ?</p>
        <p>(Q2) <bold>Derivative behavior.</bold> Can <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be decomposed into an exponentially localized layer and a uniformly small remainder?</p>
        <p>(Q3) <bold>Compatibility.</bold> Which condition on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> removes the order-one fast component and restores convergence in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ?</p>
        <p>(Q4) <bold>Optimality.</bold> Are the resulting orders best possible?</p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot2">
        <title>2.2. State of the Art</title>
        <p>The qualitative theory of (2.1)-(2.2) belongs to the classical literature on singular perturbations [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. O’Malley’s analysis of singular initial-value problems gives uniform asymptotic expansions on finite intervals [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]; more recently, parameter-uniform discretizations and initial-layer correctors have been developed for stiff initial-value problems [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. Green’s-function estimates with explicit dependence on the perturbation parameter also play a central role in the analysis of layer problems [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. Closely related is the analysis of <italic>incompatible</italic> initial and boundary data for singularly perturbed parabolic problems, where an interior or initial layer of order one similarly arises from a data mismatch and is treated by an explicit corrector function [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. These peer-reviewed results provide the closest analytical and computational context for the present estimates.</p>
        <p>In this paper, a problem is called <italic>regular</italic> if the solutions of the full Cauchy problems converge in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to the solution of the reduced problem as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; this is precisely the qualitative uniform-convergence property referred to in Question 1 above. For the scalar family considered here, the uniform-convergence criterion quoted below is used under the precise assumptions that the coefficients and initial data are independent of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the reduced problem has a unique solution, and the root lost in the reduction is uniformly stable, namely <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Re </mml:mi><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for some <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> . The standing assumptions (2.3), together with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from (2.4), imply all these conditions.</p>
        <p>Batard [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>] studies the complementary characteristic equation and, using a continuous-convergence theorem attributed to Elsgoltz [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>], obtains a qualitative criterion for uniform convergence. In the present positive-coefficient setting, this criterion is consistent with the stability of the characteristic roots:</p>
        <disp-formula id="FD7">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>→</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>uniformly</mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>on</mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>[</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>b</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>ε</mml:mi>
              <mml:mo>→</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mo>⇔</mml:mo>
              <mml:mtext>the</mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>problem</mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>is</mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>regular</mml:mtext>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>under the terminology and hypotheses used in those references. The result establishes convergence but does not provide the parameter-uniform bounds derived below.</p>
        <p>Comet [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>] develops approximate error formulae for simplified second- and third-order linear equations. Those formulae are useful for asymptotic and numerical interpretation. The present work takes a different route: it derives inequalities directly from the Green’s kernel. This distinction leads to three specific additions:</p>
        <p>(L1) a non-asymptotic upper bound for the solution error;</p>
        <p>(L2) a separate estimate for the derivative that identifies its fast component;</p>
        <p>(L3) a <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> estimate under the compatibility condition <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>These observations define the scope of the contribution without suggesting that the broader theory of initial layers is new. The novelty claimed here is the particular set of parameter-uniform estimates, explicit constants, and the accompanying optimality calculation for problem (2.1)-(2.2).</p>
      </sec>
      <sec id="sec2dot3">
        <title>2.3. Main Contributions</title>
        <p>Using the Green’s function of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℒ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi> D </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the separation of the characteristic roots into fast and slow modes, we obtain:</p>
        <p>(C1) (Theorem 6.1) the non-asymptotic bound</p>
        <disp-formula id="FD8">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>″</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mo>∀</mml:mo>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>∈</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>adm</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>]</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>valid on the full interval, with <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> independent of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> ;</p>
        <p>(C2) (Theorem 7.1) the derivative estimate</p>
        <disp-formula id="FD9">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>ε</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:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <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:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>Δ</mml:mi>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mi>Δ</mml:mi>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>″</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>‴</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>which separates the order-one fast contribution from an <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> remainder and yields uniform derivative convergence away from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ;</p>
        <p>(C3) (Corollary 7.4) the compatibility implication</p>
        <disp-formula id="FD10">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>⇒</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>[</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>]</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>O</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>;</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>(C4) (Example 10.1) a closed-form calculation showing that the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> uniform solution error and the order-one derivative discrepancy at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are optimal in general.</p>
        <p>(C5) A precise discussion of the additional kernel and spectral hypotheses required to extend the framework to variable coefficients, higher-order equations, and systems (Section 8).</p>
        <p>All estimates follow from the exact representation. Every main result below states explicitly which quantities its constants may depend on; none of those constants depends on <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Functional Setting and Reduced Problem</title>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the Banach space of <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> -times continuously differentiable functions with the sup-norm <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> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Constants are defined locally in each result and are independent of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proposition</bold><bold>3</bold><bold>.</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>Reduced Solution Regularity</bold><bold>)</bold><italic>Under</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><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:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the reduced problem</italic>(2<italic>.</italic>5)<italic>admits a unique solution</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>given explicitly by</italic></p>
      <disp-formula id="FD11">
        <label>(3.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</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:msub>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Moreover, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><italic>Proof.</italic> Equation (2.5) is linear first-order with constant coefficient <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Multiplying by the integrating factor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD12">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mtext>d</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</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:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and integrating from 0 to <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> , using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD13">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</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:msub>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</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:msub>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is (3.1). Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , differentiating (2.5) once gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>i.e</italic>. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; differentiating once more gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ‴ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , confirming the stated recurrence for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . □</p>
      <p><bold>Theorem</bold><bold>3</bold><bold>.</bold><bold>2</bold><bold>(</bold><bold>Well-</bold><bold>Posedness</bold><bold>of the Full</bold><bold>Problem</bold><bold>)</bold><italic>For</italic><italic>every fixed</italic><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> ,<italic>the problem</italic>(2<italic>.</italic>1)<italic>-</italic>(2<italic>.</italic>2)<italic>possesses a unique solution</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></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:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>.</italic></p>
      <p><italic>Proof.</italic> Writing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mtext> T </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , equation (2.1) is equivalent to the linear first-order system</p>
      <disp-formula id="FD14">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:msup>
                <mml:mi>Y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>Y</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</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>ε</mml:mi>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>Y</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mtext>T</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The matrix is constant and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so the right-hand side is globally Lipschitz in <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> and continuous in <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Standard existence and uniqueness theory for linear systems therefore gives a unique solution on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ; </mml:mo><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 hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></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:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . □</p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Spectral Analysis and Timescale Separation</title>
      <p>The characteristic polynomial of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi> D </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is</p>
      <disp-formula id="FD15">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>with roots</p>
      <disp-formula id="FD16">
        <label>(4.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>±</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>±</mml:mo>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the discriminant is positive. Thus both roots are real, negative (by Vieta: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </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:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), and distinct.</p>
      <p><bold>Proposition</bold><bold>4</bold><bold>.</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>Rigorous Root Bounds and Asymptotic Expansion</bold><bold>)</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>. Then</italic>,<italic>for every</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD17">
        <label>(4.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>κ</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Moreover, as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the roots admit the uniformly valid asymptotic expansions</p>
      <disp-formula id="FD18">
        <label>(4.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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>
      <disp-formula id="FD19">
        <label>(4.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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><italic>Proof.</italic><bold>Step</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>an exact closed form for</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold>,</bold><bold>and the bound</bold><bold>(4</bold><bold>.</bold><bold>2))</bold><bold>.</bold> Rationalize the numerator of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (4.1) by multiplying and dividing by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD20">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>4</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msubsup>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msubsup>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mn>4</mml:mn>
                                <mml:mi>ε</mml:mi>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mn>0</mml:mn>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msqrt>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>4</mml:mn>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msubsup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msubsup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>4</mml:mn>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which simplifies, after cancelling <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , to the <italic>exact</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-uniform</italic> identity</p>
      <disp-formula id="FD21">
        <label>(4.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the quantity <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , hence</p>
      <disp-formula id="FD22">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is exactly the bound on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (4.2), with no asymptotic approximation involved.</p>
      <p><bold>Step</bold><bold>2</bold><bold>(</bold><bold>bound on</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold>)</bold><bold>.</bold> By Vieta’s formula <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so</p>
      <disp-formula id="FD23">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>using the lower bound <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from Step 1 (so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). The admissible threshold (2.4) implies</p>
      <disp-formula id="FD24">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>⇔</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For such <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD25">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is the second bound in (4.2).</p>
      <p><bold>Step</bold><bold>3</bold><bold>(</bold><bold>asymptotic expansions</bold><bold>(</bold><bold>4</bold><bold>.</bold><bold>3)</bold><bold>-</bold><bold>(</bold><bold>4</bold><bold>.</bold><bold>4))</bold><bold>.</bold> Write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and use the binomial (Taylor) expansion <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mn> 3 </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:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD26">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Substituting into <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD27">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is (4.3). For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD28">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is (4.4). (Alternatively, (4.4) follows instantly from (4.3) and Vieta’s identity <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , without a second Taylor expansion.) □</p>
      <p><bold>Remark</bold><bold>4</bold><bold>.</bold><bold>2</bold><italic>Only the exact bounds</italic>(4<italic>.</italic>2),<italic>not the asymptotic expansions</italic>(4<italic>.</italic>3)<italic>-</italic>(4<italic>.</italic>4),<italic>are needed to prove the error estimates of Sections</italic>5<italic>-</italic>6<italic>; the expansions are retained because they give the leading-order constants in the worked example of Section</italic>1<italic>.</italic></p>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>5. Error Equation and Green’s Function</title>
      <p>Define the error <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Subtracting (2.5) from (2.1) and using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD29">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>″</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>″</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore the exact error equation is</p>
      <disp-formula id="FD30">
        <label>(5.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>Δ</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD31">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>A</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:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The Green’s function (impulse-response fundamental solution) of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℒ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi> D </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>i.e</italic>. the solution of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℒ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , is obtained from the two exponential modes <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD32">
        <label>(5.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>t</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Indeed <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , as required.</p>
      <p><bold>Lemma</bold><bold>5</bold><bold>.</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>Uniform Bounds for the Green</bold><bold>’</bold><bold>s Function and Its Derivative</bold><bold>)</bold><italic>For every</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><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> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>estimates</italic>(5<italic>.</italic>3)<italic>-</italic>(5<italic>.</italic>5)<italic>hold with</italic></p>
      <disp-formula id="FD33">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mtext>max</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>κ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mtext>min</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>These constants depend only on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and are independent of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and the initial data.</p>
      <disp-formula id="FD34">
        <label>(5.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD35">
        <label>(5.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>κ</mml:mi>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>κ</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD36">
        <label>(5.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Proof.</italic><bold>Step</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>lower bound for the denominator</bold><bold>)</bold><bold>.</bold> By (4.1), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Definition (2.4) gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Equivalently,</p>
      <disp-formula id="FD37">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus both (4.2) and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> hold throughout <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; no additional parameter threshold is introduced.</p>
      <p><bold>Step</bold><bold>2</bold><bold>(</bold><bold>bound</bold><bold>(5</bold><bold>.</bold><bold>3))</bold><bold>.</bold> Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by Proposition 4.1 and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , both <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> lie in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><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:mrow></mml:math></inline-formula> , so</p>
      <disp-formula id="FD38">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mtext>max</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>1.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD39">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This proves (5.3) with the explicit constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Step</bold><bold>3</bold><bold>(</bold><bold>bound</bold><bold>(5</bold><bold>.</bold><bold>4))</bold><bold>.</bold> Differentiating (5.2),</p>
      <disp-formula id="FD40">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>σ</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo stretchy="true">︸</mml:mo>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mtext>I</mml:mtext>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>σ</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo stretchy="true">︸</mml:mo>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>II</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Term</italic>(<italic>I</italic>)<italic>.</italic> By (4.2), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> , </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , by (4.2),</p>
      <p>hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mtext> I </mml:mtext><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><italic>Term</italic>(<italic>II</italic>)<italic>.</italic> Write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From Vieta, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD41">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>σ</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , because <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By (0.8), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext> II </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mfrac><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Combining (I) and (II) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mtext> min </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mtext> max </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> gives</p>
      <disp-formula id="FD42">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</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:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mtext>I</mml:mtext>
                  <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:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>II</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>κ</mml:mi>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>κ</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is (5.4).</p>
      <p><bold>Step</bold><bold>4</bold><bold>(</bold><bold>integral bounds</bold><bold>(5</bold><bold>.</bold><bold>5))</bold><bold>.</bold> Directly, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For the second,</p>
      <disp-formula id="FD43">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                              <mml:mo>′</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mo>′</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mi>G</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>/</mml:mo>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>κ</mml:mi>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>/</mml:mo>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>C</mml:mi>
                        <mml:mo>′</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mi>G</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and bounding both terms by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>This is (5.5) (with the constant <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in place of the schematic <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). □</p>
      <p>By the variation-of-parameters formula for the linear operator <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℒ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the unique solution of (5.1) is</p>
      <disp-formula id="FD44">
        <label>(5.6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mi>ε</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:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mi>Δ</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
              <mml:mi>ε</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:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>″</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Remark</bold><bold>5</bold><bold>.</bold><bold>2</bold><bold>(</bold><bold>Derivation of</bold><bold>(5</bold><bold>.</bold><bold>6</bold><bold>)</bold><bold>)</bold><italic>Write</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> p </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>. The homogeneous part</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>solves</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℒ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>with</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> Δ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>;</italic><italic>since</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>itself already satisfies</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the multiple</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> h </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:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mo></mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></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>satisfies</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> Δ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>as required. The</italic><italic>particular part</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> p </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>solves</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℒ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> p </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>with zero initial</italic><italic>data;</italic><italic>by Duhamel’s principle for the impulse response</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD45">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mi>p</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:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </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>ε</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>″</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>because the forcing term of (5.1) is exactly <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is, by definition, the response of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℒ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to a unit impulse. Summing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> p </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> gives (5.6).</p>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Uniform Convergence of the Solution</title>
      <p><bold>Theorem</bold><bold>6</bold><bold>.</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>Optimal</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold>Uniform Error Bound</bold><bold>)</bold><italic>Under</italic>(2<italic>.</italic>3),<italic>for every</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD46">
        <label>(6.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>Δ</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>″</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as in Lemma 5.1. In particular <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> uniformly on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </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> ε </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><italic>Proof.</italic> Fix <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </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> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From the exact representation (5.6) and the triangle inequality,</p>
      <disp-formula id="FD47">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </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>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </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>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By (5.3), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></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:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the first term. For the integral term, bound <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (constant, taken out of the integral) and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> pointwise for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </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> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so</p>
      <disp-formula id="FD48">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>″</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Adding the two bounds,</p>
      <disp-formula id="FD49">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </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>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>Δ</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>″</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>Δ</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>‖</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mo>″</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>‖</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>∞</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:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>max</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mi>Δ</mml:mi>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>‖</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>y</mml:mi>
                                <mml:mo>″</mml:mo>
                              </mml:msup>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>‖</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>∞</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Since the right-hand side does not depend on <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> , taking the supremum over <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </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> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> gives (6.1) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub><mml:mi> max </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . □</p>
      <p><bold>Remark</bold><bold>6</bold><bold>.</bold><bold>2</bold><italic>Theorem</italic>6<italic>.</italic>1<italic>strengthens the qualitative convergence statement discussed in Section</italic>2<italic>.</italic>2<italic>by providing a parameter-uniform</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>bound valid for every</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>.</italic></p>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Initial Layer Analysis for the Derivative</title>
      <p>Differentiating (5.6) in <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> (the boundary term at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> inside the integral is handled by Leibniz’s rule, and vanishes because <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ):</p>
      <disp-formula id="FD50">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</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:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mi>Δ</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</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:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>″</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Theorem</bold><bold>7</bold><bold>.</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>Derivative Estimate with an Initial-Layer Term</bold><bold>)</bold><italic>For all</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </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> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>estimate</italic>(7<italic>.</italic>1)<italic>holds with</italic></p>
      <disp-formula id="FD51">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>max</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </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:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>κ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> κ </mml:mi></mml:math></inline-formula> depend only on the fixed coefficients and <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and are independent of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and the initial data.</p>
      <disp-formula id="FD52">
        <label>(7.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <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:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>κ</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>Δ</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>″</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>‴</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Proof.</italic> We treat the two terms of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></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> separately.</p>
      <p><bold>Step</bold><bold>1</bold><bold>: the homogeneous</bold><bold>(</bold><bold>initial-condition</bold><bold>)</bold><bold>term</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mo></mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></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><bold>.</bold> From (5.2),</p>
      <disp-formula id="FD53">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</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:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the slow component, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore</p>
      <disp-formula id="FD54">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For the fast component, the exact formulae for the roots give</p>
      <disp-formula id="FD55">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>3</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where we used <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the two components satisfy</p>
      <disp-formula id="FD56">
        <label>(7.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mi>Δ</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </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:mfrac>
              <mml:mn>3</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for every <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </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> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Step</bold><bold>2</bold><bold>: the convolution</bold><bold>(</bold><bold>particular</bold><bold>)</bold><bold>term.</bold> Integrate by parts in</p>
      <disp-formula id="FD57">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>I</mml:mi>
            <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:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>″</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>by setting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ‴ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and, since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we take <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD58">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>I</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>″</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>s</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>s</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>‴</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>At <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so this boundary contribution vanishes. At <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : the term is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></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:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></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> (mind the overall sign from evaluating the bracket at the lower limit with a minus sign in front). Hence</p>
      <disp-formula id="FD59">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>I</mml:mi>
            <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 mathvariant="script">G</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>‴</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> G </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from (5.3) for both the boundary term and inside the integral,</p>
      <disp-formula id="FD60">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>I</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:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>″</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </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:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>‴</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>″</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>‴</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Multiplying by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD61">
        <label>(7.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>I</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:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>″</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>‴</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>G</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Step</bold><bold>3</bold><bold>: conclusion.</bold> Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </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:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:msub><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> G </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </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:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> I </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> , combining (7.2) and (7.3) via the triangle inequality gives, with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mtext> max </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD62">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <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:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </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:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>κ</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>Δ</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>″</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>‴</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is (7.1). □</p>
      <p><bold>Remark</bold><bold>7</bold><bold>.</bold><bold>2</bold><italic>Estimate</italic>(7<italic>.</italic>1)<italic>separates the possible order-one contribution</italic>,<italic>whose amplitude is controlled by</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>from a remainder of order</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>. Once the fast term has decayed</italic>,<italic>or when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the derivative error is uniformly</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>.</italic></p>
      <p><bold>Corollary</bold><bold>7</bold><bold>.</bold><bold>3</bold><bold>(</bold><bold>Uniform Convergence Away from the Layer</bold><bold>)</bold><italic>For every fixed</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> δ </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> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>uniformly on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> δ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>as</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>; more precisely</italic>,</p>
      <disp-formula id="FD63">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>sup</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <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:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>κ</mml:mi>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>Δ</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>″</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>‴</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:munder>
              <mml:mo>→</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Proof.</italic> For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> since <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ↦ </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is decreasing; substituting this into (7.1) gives the displayed bound. As <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> → </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (in fact faster than any power of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> , since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> δ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for every <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> , by L’Hôpital or by the standard exponential-dominates-polynomial estimate) and the remainder term <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> linearly; hence the whole right-hand side tends to 0. □</p>
      <sec id="sec7dot1">
        <title>The Compatibility Condition</title>
        <p><bold>Corollary</bold><bold>7</bold><bold>.</bold><bold>4</bold><bold>(</bold><bold>Strong</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold>-Convergence under</bold><bold>Compatibility</bold><bold>)</bold><italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<italic>equivalently</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> A </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:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ),<italic>then</italic></p>
        <disp-formula id="FD64">
          <label>(7.4)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>[</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>]</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>for a constant <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> depending only on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ‴ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><italic>Proof.</italic> If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the order-one term in (7.1) is absent, leaving</p>
        <disp-formula id="FD65">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>ε</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:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <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:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>″</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>y</mml:mi>
                              <mml:mo>‴</mml:mo>
                            </mml:msup>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>∞</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mo>∀</mml:mo>
              <mml:mi>x</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>b</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>]</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Also, setting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (6.1) gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Adding the two bounds (and enlarging <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> if necessary to absorb both) gives (7.4). □</p>
        <p><bold>Remark</bold><bold>7</bold><bold>.</bold><bold>5</bold><italic>The compatibility condition removes the order-one fast contribution associated with the initial slope mismatch and upgrades uniform convergence of the solution to</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>convergence with the same order</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>.</italic></p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec8">
      <title>8. Extensions to Variable Coefficients and Higher-Order Systems</title>
      <sec id="sec8dot1">
        <title>8.1. Variable Coefficients</title>
        <p>Consider the prototype</p>
        <disp-formula id="FD66">
          <label>(8.1)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</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:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>A direct extension of the present argument would assume <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </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:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><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:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and constants <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> M </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> such that</p>
        <disp-formula id="FD67">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>α</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>2</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:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>α</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</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:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:munderover>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:munderover>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The reduced problem <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </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:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , must possess a unique <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> solution. In addition, the first-order formulation must admit a slow-fast exponential dichotomy: its evolution operator has a one-dimensional fast component <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfying</p>
        <disp-formula id="FD68">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>‖</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>U</mml:mi>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>‖</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>M</mml:mi>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> independent of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Finally, the Green kernel <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> must satisfy analogues of (5.3)-(5.5), uniformly on the triangle <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The natural compatibility condition remains <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></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> . Under these assumptions the representation and estimates of Sections 5 - 7 can be repeated, with constants depending on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mi> κ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , but not on <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Proving this dichotomy and the kernel bounds is a separate theorem and is not claimed here.</p>
      </sec>
      <sec id="sec8dot2">
        <title>8.2. Higher-Order Equations</title>
        <p>For the prototype <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , assume <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded away from zero, the coefficients and <inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula> have sufficient bounded regularity to produce the derivatives of the reduced solution used by the residual, and the reduced <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> st-order problem is well posed. A usable spectral hypothesis is that the first-order companion system has exactly one fast spectral subspace with real parts bounded above by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , while its remaining spectrum stays in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> Re </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and is separated from the fast spectrum by at least <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The initial datum associated with the lost derivative must match the corresponding derivative of the reduced solution if uniform convergence of that derivative is sought. Without this spectral separation, neither the number nor the scale of the layers is determined by the differential order alone.</p>
      </sec>
      <sec id="sec8dot3">
        <title>8.3. Systems</title>
        <p>Consider <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </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:mi> A </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mi> ε </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:mi> F </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> , where <inline-formula><mml:math><mml:mi> E </mml:mi></mml:math></inline-formula> may lose rank in the limit. Assume <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ; </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , all coefficients and their stated derivatives are bounded, and the reduced differential-algebraic problem is well posed. Let the matrix pencil <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mi> E </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> A </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> split uniformly into slow and fast spectral bundles with constant dimensions, uniformly bounded spectral projectors, a gap of size at least <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and fast evolution satisfying <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Compatibility requires the initial vector to have no leading-order component in the fast bundle relative to the reduced initial state. Together with a matrix Green-kernel bound uniform in <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> , these assumptions are the system counterpart of those used in Lemma 5.1; see [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. Their verification for particular systems lies beyond the scope of this paper.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec9">
      <title>9. Numerical Experiments</title>
      <p>We test the explicit constants using the problem of Example 10.1 on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><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:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </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:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The exact solution is evaluated from (10.1); no numerical ODE solver or discretization error enters the comparison. The parameter values</p>
      <disp-formula id="FD69">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>7</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>all belong to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> adm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Supremum errors were calculated on a uniform grid of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> points. For this example, Theorem 6.1 gives</p>
      <disp-formula id="FD70">
        <label>(9.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>whereas Theorem 7.1 gives the pointwise estimate</p>
      <disp-formula id="FD71">
        <label>(9.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>;</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <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:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>12</mml:mn>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Table 1</bold><bold>.</bold>Exact maximum-norm errors and explicit theoretical bounds on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><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:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <table-wrap id="tbl1">
        <label>Table 1</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>E</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>ε</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                bound
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>y</mml:mi>
                                  <mml:mo>′</mml:mo>
                                </mml:msup>
                                <mml:mi>ε</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>y</mml:mi>
                                  <mml:mo>′</mml:mo>
                                </mml:msup>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>∞</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1.2500</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>8.4402</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>0.6752</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>5.0000</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1.0000</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>6.2500</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>4.8402</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>0.7744</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2.5000</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1.0000</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3.1250</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2.6598</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>0.8511</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1.2500</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1.0000</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1.5625</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1.4155</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>0.9059</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>6.2500</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1.0000</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>7.8125</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>7.3643</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>0.9426</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3.1250</mml:mn>
                      <mml:mo>×</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>10</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>1.0000</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <p><bold>Table 1</bold> shows that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> tends toward a nonzero limit, numerically confirming the sharp <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> rate. The bound <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> holds for every tested value but is deliberately conservative because it is obtained from coefficient-only kernel estimates. The derivative error remains exactly one in the maximum norm because <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ; </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for every <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> ; this confirms that uniform derivative convergence fails when the compatibility condition is violated.</p>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724914-rId774.jpeg?20261012013604" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 1</bold><bold>.</bold>Exact errors and theoretical bounds for the test problem. Top left: exact solution error on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><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:mrow></mml:math></inline-formula> . Top right: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the bound <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on logarithmic axes. Bottom left: derivative error near the initial layer. Bottom right: derivative error and the pointwise bound (0.25), plotted against the stretched coordinate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref> confirms both scales predicted by the analysis. The solution error decreases proportionally to <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> , while the derivative discrepancy is concentrated in a region whose width is proportional to <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> . In the stretched coordinate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the derivative profiles nearly collapse onto a common exponentially decaying curve. The explicit bounds remain above the exact errors, thereby validating their parameter-uniform character, while the nonzero initial derivative discrepancy confirms the sharpness of the layer amplitude.</p>
    </sec>
    <sec id="sec10">
      <title>10. Explicit Example and Sharpness</title>
      <p><bold>Example</bold><bold>10</bold><bold>.</bold><bold>1</bold><bold>(</bold><bold>Fully Worked Example Validating Sharpness</bold><bold>)</bold><italic>Take</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>:</italic></p>
      <disp-formula id="FD72">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Reduced problem.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; by (0.6), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </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:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><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:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : the compatibility condition of Corollary 0.12 fails, and we <italic>expect</italic> a genuine <inline-formula><mml:math><mml:mrow><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:math></inline-formula> boundary layer in the derivative.</p>
      <p><bold>Exact roots.</bold> By (4.5) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : setting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD73">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Exact closed form of</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold>.</bold> Writing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and imposing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> gives the linear system</p>
      <disp-formula id="FD74">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>whose determinant is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; solving by Cramer’s rule,</p>
      <disp-formula id="FD75">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>σ</mml:mi>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>σ</mml:mi>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus, exactly (no approximation yet),</p>
      <disp-formula id="FD76">
        <label>(10.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>ε</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:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>At <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the expression gives <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , as required.</p>
      <p><bold>Expansion in</bold><inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (Step 3 of Proposition 4.1 with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), we compute the two coefficients to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD77">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>ε</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>O</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>ε</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </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:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD78">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>ε</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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>Also <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (consistent with (4.3)), so</p>
      <disp-formula id="FD79">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <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>Substituting into (10.1) and keeping terms up to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD80">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </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:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </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:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>so that</p>
      <disp-formula id="FD81">
        <label>(10.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</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:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</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:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (Proposition 4.1 with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), the last term satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; combined with (10.2) this gives</p>
      <disp-formula id="FD82">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>ε</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:msub>
              <mml:mi>y</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:munder>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo stretchy="true">︸</mml:mo>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>slow correction</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>O</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>/</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo stretchy="true">︸</mml:mo>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>exponentially localized layer</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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>which has the form <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . To verify optimality, fix any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mtext> min </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then (10.2) gives</p>
      <disp-formula id="FD83">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mtext>*</mml:mtext>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≠</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded below by a positive multiple of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> for sufficiently small <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Together with Theorem 6.1, this proves <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> Θ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for this example.</p>
      <p><bold>Derivative.</bold> Differentiating (10.1) exactly,</p>
      <disp-formula id="FD84">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mo>'</mml:mo>
              </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:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the first term, using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD85">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </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:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ε</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>so, multiplying by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></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:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
      <disp-formula id="FD86">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>σ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </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:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>ε</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <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:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <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:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the second term, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and, since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (by (4.4) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), we get <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so</p>
      <disp-formula id="FD87">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>σ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msubsup>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>O</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Adding the two contributions,</p>
      <disp-formula id="FD88">
        <label>(10.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</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:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <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:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:msubsup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>ε</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </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:mi>ε</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mi>ε</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> r </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msubsup><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . On the fixed interval <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , this is bounded by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for any fixed <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and all sufficiently small <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Hence (10.3) reads</p>
      <disp-formula id="FD89">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>ε</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:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <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: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:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>κ</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mi>ε</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>O</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which is the two-scale structure predicted by Theorem 7.1. Moreover, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for every <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> . Consequently, the derivative cannot converge uniformly on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the order-one layer amplitude in the theorem is optimal in general.</p>
    </sec>
    <sec id="sec11">
      <title>11. Conclusions</title>
      <p>We derived parameter-uniform estimates for the singularly perturbed Cauchy problem by combining an exact Green’s-function representation with the separation of the slow and fast characteristic roots. The main conclusions are:</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the complete interval, with a constant independent of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ε </mml:mi></mml:math></inline-formula> ;the derivative error is bounded by an exponentially localized term proportional to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> plus an <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> remainder;if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> ε </mml:mi></mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><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> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with order <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ;the closed-form example proves that the uniform solution rate and the order-one derivative discrepancy at the initial point are optimal in general.</p>
      <p>The discussion of variable coefficients, higher-order equations, and systems also clarifies which kernel estimates and spectral assumptions would be needed to extend the argument. These extensions require separate analysis and are not claimed by the present results.</p>
      <p>Possible continuations include nonlinear perturbations and numerical schemes whose error bounds remain uniform as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec12">
      <title>Acknowledgments</title>
      <p>The author thanks the institutions of affiliation for their support. Special thanks to Dr. Lorgio Félix Batard Martínez for his foundational work on singular perturbations, and to Aisseli Comet Marrero for her detailed error estimates, which provided the starting point for our rigorous analysis.</p>
    </sec>
    <sec id="sec13">
      <title>Author Contributions</title>
      <p>All authors contributed to the mathematical analysis and the revision of the manuscript. All authors read and approved the final version.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">O’Malley, R.E. (1991) Singular Perturbation Methods for Ordinary Differential Equations. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0977-5 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4612-0977-5</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0977-5">https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0977-5</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Malley, R.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>1991</year>
            <article-title>Singular Perturbation Methods for Ordinary Differential Equations</article-title>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4612-0977-5</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Smith, D.R. (1985) Singular-Perturbation Theory: An Introduction with Applications. Cambridge University Press.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Smith, D.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>1985</year>
            <article-title>Singular-Perturbation Theory: An Introduction with Applications</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Verhulst, F. (2005) Methods and Applications of Singular Perturbations: Boundary Layers and Multiple Timescale Dynamics. Springer. https://doi.org/10.1007/0-387-28313-7 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/0-387-28313-7</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/0-387-28313-7">https://doi.org/10.1007/0-387-28313-7</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Verhulst, F.</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>Methods and Applications of Singular Perturbations: Boundary Layers and Multiple Timescale Dynamics</article-title>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/0-387-28313-7</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Roos, H.G., Stynes, M. and Tobiska, L. (2008) Robust Numerical Methods for Singularly Perturbed Differential Equations: Convection-Diffusion-Reaction and Flow Problems. 2nd Edition, Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-34467-4 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-540-34467-4</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-540-34467-4">https://doi.org/10.1007/978-3-540-34467-4</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Roos, H.G.</string-name>
              <string-name>Stynes, M.</string-name>
              <string-name>Tobiska, L.</string-name>
              <string-name>Edition, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>Robust Numerical Methods for Singularly Perturbed Differential Equations: Convection-Diffusion-Reaction and Flow Problems</article-title>
            <source>2nd Edition</source>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-540-34467-4</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">O’Malley Jr., R.E. (1978) On Singular Singularly-Perturbed Initial Value Problems. <italic>Applicable Analysis</italic>, 8, 71-81. https://doi.org/10.1080/00036817808839213 <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00036817808839213</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1080/00036817808839213">https://doi.org/10.1080/00036817808839213</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <year>1978</year>
            <article-title>On Singular Singularly-Perturbed Initial Value Problems</article-title>
            <source>Applicable Analysis</source>
            <volume>8</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00036817808839213</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Cen, Z., Le, A. and Xu, A. (2017) Parameter-Uniform Hybrid Difference Scheme for Solutions and Derivatives in Singularly Perturbed Initial Value Problems. <italic>Journal of Computational and Applied Mathematics</italic>, 320, 176-192. https://doi.org/10.1016/j.cam.2017.02.009 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2017.02.009</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cam.2017.02.009">https://doi.org/10.1016/j.cam.2017.02.009</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cen, Z.</string-name>
              <string-name>Le, A.</string-name>
              <string-name>Xu, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>Parameter-Uniform Hybrid Difference Scheme for Solutions and Derivatives in Singularly Perturbed Initial Value Problems</article-title>
            <source>Journal of Computational and Applied Mathematics</source>
            <volume>320</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2017.02.009</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gie, G.M., Jung, C.Y. and Lee, H. (2022) Semi-Analytic Time Differencing Methods for Singularly Perturbed Initial Value Problems. <italic>Numerical Methods for Partial Differential Equations</italic>, 38, 1367-1395. https://doi.org/10.1002/num.22839 <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/num.22839</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1002/num.22839">https://doi.org/10.1002/num.22839</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gie, G.M.</string-name>
              <string-name>Jung, C.Y.</string-name>
              <string-name>Lee, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Semi-Analytic Time Differencing Methods for Singularly Perturbed Initial Value Problems</article-title>
            <source>Numerical Methods for Partial Differential Equations</source>
            <volume>38</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/num.22839</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Franz, S. and Kopteva, N. (2012) Greenʼs Function Estimates for a Singularly Perturbed Convection-Diffusion Problem. <italic>Journal of Differential Equations</italic>, 252, 1521-1545. https://doi.org/10.1016/j.jde.2011.07.033 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jde.2011.07.033</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jde.2011.07.033">https://doi.org/10.1016/j.jde.2011.07.033</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Franz, S.</string-name>
              <string-name>Kopteva, N.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Greenʼs Function Estimates for a Singularly Perturbed Convection-Diffusion Problem</article-title>
            <source>Journal of Differential Equations</source>
            <volume>252</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jde.2011.07.033</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gracia, J.L. and O’Riordan, E. (2023) A Singularly Perturbed Convection-Diffusion Parabolic Problem with Incompatible Boundary/Initial Data. <italic>Applied Numerical Mathematics</italic>, 190, 168-186. https://doi.org/10.1016/j.apnum.2023.04.011 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apnum.2023.04.011</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.apnum.2023.04.011">https://doi.org/10.1016/j.apnum.2023.04.011</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gracia, J.L.</string-name>
              <string-name>Riordan, E.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>A Singularly Perturbed Convection-Diffusion Parabolic Problem with Incompatible Boundary/Initial Data</article-title>
            <source>Applied Numerical Mathematics</source>
            <volume>190</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apnum.2023.04.011</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Batard Martínez, L.F. (1990) Análisis de la convergencia de las soluciones de las ecuaciones diferenciales ordinarias, lineales y no homogéneas con parámetro pequeño. <italic>Revista Ciencias Matemáticas</italic>, 11, No. 2.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <year>1990</year>
            <article-title>Análisis de la convergencia de las soluciones de las ecuaciones diferenciales ordinarias, lineales y no homogéneas con parámetro pequeño</article-title>
            <source>Revista Ciencias Matemáticas</source>
            <volume>11</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Batard Martínez, L.F. (1990) Las Ecuaciones Diferenciales Ordinarias y el Problema de Riemann con Parámetro Pequeño. Ph.D. Thesis, Universidad Central de Las Villas.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Thesis, U</string-name>
            </person-group>
            <year>1990</year>
            <article-title>Las Ecuaciones Diferenciales Ordinarias y el Problema de Riemann con Parámetro Pequeño</article-title>
            <source>Ph.D. Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Elsgoltz, L. (1977) Ecuaciones Diferenciales y Cálculo Variacional. 2nd Edition, Editorial Mir.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Elsgoltz, L.</string-name>
              <string-name>Edition, E</string-name>
            </person-group>
            <year>1977</year>
            <article-title>Ecuaciones Diferenciales y Cálculo Variacional</article-title>
            <source>2nd Edition</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="thesis">Comet Marrero, A. (2018) Estimación del Error Cometido en la Simplificación de las Ecuaciones Diferenciales Ordinarias Lineales de Segundo y Tercer Orden. Diploma Thesis, Universidad Central de Las Villas.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="thesis">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Marrero, A.</string-name>
              <string-name>Thesis, U</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Estimación del Error Cometido en la Simplificación de las Ecuaciones Diferenciales Ordinarias Lineales de Segundo y Tercer Orden</article-title>
            <source>Diploma Thesis</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Marrero, A.C., Martínez, L.F.B. and Reyes, C.M. (2023) Alternativa didáctica para la estructuración del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ecuaciones diferenciales ordinarias lineales no homogéneas con parámetro pequeño. <italic>Paradigma</italic>, 44, 527-551. https://doi.org/10.37618/paradigma.1011-2251.2023.p527-551.id1307 <pub-id pub-id-type="doi">10.37618/paradigma.1011-2251.2023.p527-551.id1307</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.37618/paradigma.1011-2251.2023.p527-551.id1307">https://doi.org/10.37618/paradigma.1011-2251.2023.p527-551.id1307</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Marrero, A.C.</string-name>
              <string-name>Reyes, C.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Alternativa didáctica para la estructuración del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ecuaciones diferenciales ordinarias lineales no homogéneas con parámetro pequeño</article-title>
            <source>Paradigma</source>
            <volume>44</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.37618/paradigma.1011-2251.2023.p527-551.id1307</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Wasow, W. (1987) Asymptotic Expansions for Ordinary Differential Equations. Dover Publications.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Wasow, W.</string-name>
            </person-group>
            <year>1987</year>
            <article-title>Asymptotic Expansions for Ordinary Differential Equations</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>