<?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.2026.1410198</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">jamp-154776</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>Adaptive Sparse Fibonacci Collocation Method for Quadratically Nonlinear Differential Equations</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0009-0001-0187-8662</contrib-id>
          <name name-style="western">
            <surname>Yalçinbaş</surname>
            <given-names>Salih</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Department of Mathematics, Manisa Celal Bayar University, Manisa, Türkiye </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The author declares 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>4080</fpage>
      <lpage>4101</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>08</day>
          <month>09</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>23</day>
          <month>10</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>26</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.2026.1410198">https://doi.org/10.4236/jamp.2026.1410198</self-uri>
      <abstract>
        <p>This study introduces an adaptive sparse Fibonacci collocation method for the numerical solution of ordinary differential equations with quadratic nonlinearities. Unlike conventional Fibonacci polynomial approaches based on a predefined truncation order and a full set of basis functions, the proposed framework incorporates the selection of significant Fibonacci modes directly into the solution process. The approximate solution is represented by a reduced Fibonacci expansion whose active basis is iteratively determined according to coefficient significance and residual information. Derivative terms are expressed through an operational matrix representation, while quadratic nonlinearities involving the solution and its derivatives are transformed into a nonlinear algebraic system at the collocation points. A residual-controlled enrichment and pruning mechanism is employed to balance approximation accuracy and basis complexity, allowing unnecessary Fibonacci modes to be eliminated without substantially degrading the solution. The accuracy and computational behavior of the method are assessed through benchmark nonlinear differential equations with available exact solutions using maximum absolute errors, residual norms, active basis size, and convergence characteristics. The proposed formulation provides a compact and interpretable extension of conventional Fibonacci collocation and offers an adaptive computational framework for quadratically nonlinear differential equations.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Fibonacci Polynomials</kwd>
        <kwd>Nonlinear Differential Equations</kwd>
        <kwd>Quadratic Nonlinearity</kwd>
        <kwd>Adaptive Collocation</kwd>
        <kwd>Sparse Approximation</kwd>
        <kwd>Operational Matrix</kwd>
        <kwd>Residual Analysis</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Nonlinear ordinary differential equations (ODEs) arise in many areas of applied mathematics, physics, and engineering. In particular, equations involving quadratic interactions between the solution and its derivatives are often difficult to solve analytically, which has motivated the development of various numerical and semi-analytical approaches [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. Polynomial and spectral techniques, including Chebyshev, Bessel, and Jacobi-based collocation methods, have proved effective for transforming such problems into finite-dimensional algebraic systems [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>].</p>
      <p>Fibonacci polynomials have also emerged as useful approximation functions because of their simple recurrence structure and convenient algebraic properties [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. Fibonacci collocation and operational matrix techniques have been successfully applied to integral equations, differential equations, Lane-Emden-type problems, and fractional models [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>]. In particular, Fibonacci collocation has already been employed for nonlinear differential equations [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>], demonstrating the potential of this polynomial family for nonlinear problems.</p>
      <p>Polynomial matrix-collocation techniques have also been developed specifically for differential equations with quadratic nonlinearities. For example, Bicer and Sezer [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>] represented the solution by a truncated Bernoulli expansion and transformed the governing equation into a nonlinear matrix system. Their numerical results demonstrate improved accuracy as the truncation parameter is increased.</p>
      <p>However, most conventional polynomial collocation methods employ a fixed approximation space,</p>
      <disp-formula id="FD1">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>N</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:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>in which all basis functions up to a prescribed order <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> are retained. Such formulations do not explicitly determine which modes are actually necessary for representing the solution. Sparse approximation concepts [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>] provide a natural mechanism for addressing this limitation.</p>
      <p>Motivated by this observation, this study proposes an <bold>adaptive sparse Fibonacci collocation method</bold> for quadratically nonlinear differential equations. Instead of retaining the complete Fibonacci basis, the approximate solution is expressed as</p>
      <disp-formula id="FD2">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>A</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:munder>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <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:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:mo>⊆</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>max</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where the active set <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> is determined adaptively. Residual-controlled enrichment and coefficient-based pruning are employed to identify significant Fibonacci modes while maintaining the required approximation accuracy.</p>
      <p>The main contribution of the proposed approach is therefore the integration of <bold>Fibonacci polynomial collocation, adaptive basis discovery, and sparse approximation</bold> within a unified framework for quadratic nonlinear ODEs. The method is evaluated using benchmark problems with known exact solutions, considering maximum absolute error, residual error, convergence behavior, and the number of active Fibonacci modes.</p>
      <p>The remainder of the paper presents the Fibonacci approximation framework, mathematical formulation, proposed adaptive sparse method, error analysis, numerical experiments, and conclusions.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Fibonacci Polynomials and Sparse Approximation</title>
      <p>Fibonacci polynomials provide a convenient basis for constructing polynomial approximations because of their recursive structure and simple algebraic representation [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>]. They can be defined by</p>
      <disp-formula id="FD3">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</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>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</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:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and the recurrence relation</p>
      <disp-formula id="FD4">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </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:mi>x</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mi>n</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>F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </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:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>n</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>1.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The first few Fibonacci polynomials are</p>
      <disp-formula id="FD5">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</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:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</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:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>3</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:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>4</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:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>5</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:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>These functions have been successfully incorporated into collocation and operational-matrix techniques for differential and integral equations [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>].</p>
      <p>For a sufficiently smooth function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> y </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> , the conventional truncated Fibonacci approximation can be written as</p>
      <disp-formula id="FD6">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>N</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:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where</p>
      <disp-formula id="FD7">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</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:msub>
                  <mml:mi>F</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:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and</p>
      <disp-formula id="FD8">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <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>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:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </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 derivatives of the approximation can be expressed through a Fibonacci operational differentiation matrix <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> D </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>]:</p>
      <disp-formula id="FD9">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>D</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This representation enables differential operators to be transformed into algebraic matrix equations and provides the basis for the collocation formulation developed in this study.</p>
      <p>In a conventional Fibonacci approximation, all modes up to the prescribed truncation order are retained. The present approach instead considers a candidate space</p>
      <disp-formula id="FD10">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>max</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mtext>span</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>max</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and searches for an active subset</p>
      <disp-formula id="FD11">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <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:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>max</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The resulting sparse representation is</p>
      <disp-formula id="FD12">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>A</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:munder>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The objective is to obtain</p>
      <disp-formula id="FD13">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>
            </mml:mi>
            <mml:mo>≪</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>max</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>whenever the solution admits a compact Fibonacci representation. Inspired by sparse approximation principles [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>], insignificant modes can be removed while new modes are introduced when they provide a meaningful reduction in the differential-equation residual.</p>
      <p>Therefore, the approximation space is not fixed before computation but is progressively determined according to the solution structure. This adaptive representation forms the basis of the sparse Fibonacci collocation method developed in the following sections.</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Mathematical Formulation</title>
      <p>Consider the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -order ordinary differential equation with quadratic nonlinearities</p>
      <disp-formula id="FD14">
        <label>(1)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>L</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>g</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:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</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>where the linear differential operator is defined by</p>
      <disp-formula id="FD15">
        <label>(2)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>L</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and the quadratic nonlinear operator is</p>
      <disp-formula id="FD16">
        <label>(3)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:munderover>
                    <mml:mo>∑</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:munderover>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Q</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>q</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Here, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mi> k </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:mtext>   </mml:mtext><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> q </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> g </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> are assumed to be sufficiently smooth functions on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </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> . The formulation includes nonlinear terms such as</p>
      <disp-formula id="FD17">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>′</mml:mo>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>″</mml:mo>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>′</mml:mo>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>″</mml:mo>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>depending on the values of <inline-formula><mml:math><mml:mi> p </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> q </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>The problem is supplemented by <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> initial or boundary conditions, which may be written in the general form</p>
      <disp-formula id="FD18">
        <label>(4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>k</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:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>β</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>γ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>c</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mi>j</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>j</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This general structure permits initial, boundary, and mixed conditions of the type considered in nonlinear collocation formulations [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>].</p>
      <p>The approximate solution is sought in the Fibonacci polynomial space introduced in Section 2:</p>
      <disp-formula id="FD19">
        <label>(5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>A</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:munder>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mi>n</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:mrow>
            </mml:mstyle>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where</p>
      <disp-formula id="FD20">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:mo>⊆</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>max</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>denotes the active Fibonacci index set. In matrix form,</p>
      <disp-formula id="FD21">
        <label>(6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>A</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:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>F</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where</p>
      <disp-formula id="FD22">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>F</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</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:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </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:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </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:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mi>M</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and</p>
      <disp-formula id="FD23">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mi>M</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mtext>T</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>M</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Using the Fibonacci differentiation operator, the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> derivative is represented as</p>
      <disp-formula id="FD24">
        <label>(7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>F</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Substitution of Equations (5) - (7) into Equation (1) gives the residual</p>
      <disp-formula id="FD25">
        <label>(8)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>R</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>;</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>A</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mi>k</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>A</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:munderover>
                    <mml:mo>∑</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:munderover>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Q</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </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>A</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                    <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>A</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>q</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For a set of collocation points</p>
      <disp-formula id="FD26">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the governing equation is enforced through</p>
      <disp-formula id="FD27">
        <label>(9)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>R</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>;</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>A</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <sec id="sec3dot1">
        <title>Collocation Nodes and Algebraic System</title>
        <p>For each adaptive approximation, the collocation points are selected on the computational interval using a uniform nodal rule. Let the computational interval be <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </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> , and let <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the number of collocation points. The nodes are defined by</p>
        <disp-formula id="FD28">
          <label>(10)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:mi>i</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:mo>⋯</mml:mo>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>N</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>At every adaptive iteration, the governing differential equation is enforced at the same set of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> collocation points. Thus, for an <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mtext> -th </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> order differential equation, the differential-equation residual equations are evaluated at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> points, while the prescribed initial or boundary conditions are imposed separately.</p>
        <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> A </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the number of active Fibonacci modes, the resulting nonlinear system is assembled from the collocation residual equations and the required initial/boundary constraint equations. In particular, for an <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mtext> -th </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> order problem with <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> independent conditions, the system contains <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> equations before any equation replacement or row selection is applied.</p>
        <p>To obtain a square nonlinear algebraic system when required, <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> collocation equations are replaced by the corresponding initial or boundary conditions. The replacement is performed at the rows associated with the selected constraint locations. Consequently, the final system contains <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> equations for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> A </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> unknown Fibonacci coefficients when <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> A </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>For first-order initial-value problems, one collocation equation is therefore replaced by the initial condition. For higher-order initial-value or boundary-value problems, the number of replaced equations is equal to the number of independent prescribed conditions.</p>
        <p>The same node construction and equation-assembly rule is retained throughout the enrichment and pruning stages so that changes in the numerical solution can be attributed to the active Fibonacci basis rather than to a changing collocation grid.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Adaptive Sparse Fibonacci Collocation Method</title>
      <p>The proposed method combines Fibonacci polynomial collocation with adaptive basis selection. Unlike conventional Fibonacci and other polynomial collocation approaches using a fixed truncation order [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>], only significant Fibonacci modes are retained during the approximation process.</p>
      <p>Let</p>
      <disp-formula id="FD29">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</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:msub>
                  <mml:mi>F</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:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>max</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>be the candidate Fibonacci basis. For an active index set <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the approximate solution is written as</p>
      <disp-formula id="FD30">
        <label>(11)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>A</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:munder>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>F</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <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:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>F</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Using the Fibonacci operational differentiation matrix <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> D </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> F </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>], the derivatives are represented by</p>
      <disp-formula id="FD31">
        <label>(12)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>F</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>A</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <sec id="sec4dot1">
        <title>4.1. Differentiation Operator for a Nonconsecutive Active Fibonacci Set</title>
        <p>Because the adaptive procedure may produce a nonconsecutive active Fibonacci index set, the differentiation operator cannot in general be defined by simply restricting the full Fibonacci differentiation matrix to the active indices. Let the candidate basis be</p>
        <disp-formula id="FD32">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>F</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>F</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </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:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>F</mml:mi>
                        <mml:mi>M</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:mrow>
                <mml:mtext>T</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and let the corresponding full differentiation matrix be <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> D </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> , defined by</p>
        <disp-formula id="FD33">
          <label>(13)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>D</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>For an active index set</p>
        <disp-formula id="FD34">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mi>A</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mo>⋯</mml:mo>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mi>A</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>the approximation is written as</p>
        <disp-formula id="FD35">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:msubsup>
                <mml:mi>Φ</mml:mi>
                <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                <mml:mtext>T</mml:mtext>
              </mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Φ </mml:mi><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contains only the active Fibonacci modes. The derivative is nevertheless evaluated through the full candidate-space differentiation operator:</p>
        <disp-formula id="FD36">
          <label>(14)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>⋅</mml:mo>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> D </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> C </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the columns of the full differentiation matrix corresponding to the active modes.</p>
        <p>Thus, if the derivative of an active mode <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> j </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contains Fibonacci modes whose indices are not members of <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> , those modes are not discarded. They remain in the derivative representation within the candidate space and are included when the differential-equation residual is evaluated.</p>
        <p>More explicitly,</p>
        <disp-formula id="FD37">
          <label>(15)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munderover>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℓ</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>M</mml:mi>
                </mml:munderover>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>D</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>ℓ</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>ℓ</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:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>∈</mml:mo>
              <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Consequently,</p>
        <disp-formula id="FD38">
          <label>(16)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munder>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munderover>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℓ</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>M</mml:mi>
                </mml:munderover>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>D</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>ℓ</mml:mi>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>ℓ</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:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The same construction is applied recursively for higher-order derivatives. For example,</p>
        <disp-formula id="FD39">
          <label>(17)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msubsup>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>Φ</mml:mi>
                <mml:mtext>T</mml:mtext>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msubsup>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:msubsup>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the active columns are selected only after the full candidate-space differentiation operator has been constructed.</p>
        <p>This formulation separates <bold>basis selection</bold> from <bold>differentiation</bold>. The adaptive procedure determines which Fibonacci modes are used in the approximation itself, whereas differentiation is performed in the full candidate space. Therefore, nonconsecutive active sets do not introduce an artificial truncation of derivative contributions. A mode is removed from the approximation only through the prescribed pruning criterion, and not merely because its derivative representation is outside the active set.</p>
      </sec>
      <sec id="sec4dot2">
        <title>4.2. Nonlinear Solution Procedure</title>
        <p>At each adaptive iteration, the nonlinear algebraic system associated with the current active Fibonacci set is solved for the unknown expansion coefficients using the MATLAB fsolve solver. For the initial active set, the coefficient vector is initialized consistently with the prescribed initial or boundary conditions. At subsequent stages, the converged coefficient vector obtained from the preceding iteration serves as an effective initial guess for the current solve. The iterative solution process is terminated when both the nonlinear-system residual and the coefficient update satisfy a numerical tolerance of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> solver </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>The adaptive residual tolerance and the coefficient-pruning tolerance are denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> res </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> prune </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , respectively. Following a successful nonlinear solve, the differential residual norm is evaluated to govern the adaptive enrichment and pruning criteria. If a proposed basis modification leads to a failure in fsolve convergence within the prescribed iteration limit, the tentative modification is rejected, and the previous converged active basis and coefficient vector are strictly retained. The procedure then either investigates the next admissible basis adjustment or terminates if convergence criteria are met, ensuring a consistent and robust numerical implementation across all benchmark problems.</p>
        <p><bold>Algorithm 1. Adaptive Sparse Fibonacci Collocation Method</bold></p>
        <p>Input: Candidate Fibonacci index set <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> , initial active set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , collocation nodes, initial/boundary conditions, nonlinear-solver tolerance <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , residual tolerance <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> R </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , coefficient-pruning tolerance <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and maximum number of adaptive iterations <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> max </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>Output: Final active index set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and coefficient vector <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> c </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>1. Initialize <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mo> ← </mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and construct the corresponding Fibonacci approximation.</p>
        <p>2. Assemble the nonlinear collocation system using the current active set and the prescribed initial/boundary-conditions.</p>
        <p>3. Initialize the coefficient vector. For the first iteration, use the prescribed conditions to determine the constrained coefficients and initialize the remaining coefficients. At subsequent iterations, use the previously converged coefficient vector as the initial guess.</p>
        <p>4. Solve the nonlinear algebraic system using the selected nonlinear solver until the prescribed nonlinear-solver tolerance <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is satisfied.</p>
        <p>5. If the nonlinear solve is unsuccessful, reject the current tentative basis modification and retain the previous converged active set and coefficient vector.</p>
        <p>6. Evaluate the collocation residual</p>
        <disp-formula id="FD40">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ℛ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </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>7. Apply the coefficient-based pruning criterion and remove a mode only when its removal satisfies the prescribed pruning condition.</p>
        <p>8. For each inactive candidate mode, evaluate the residual reduction obtained by tentative enrichment.</p>
        <p>9. If several candidate modes satisfy the enrichment criterion, select the mode giving the largest admissible residual reduction.</p>
        <p>10. Add the selected mode, reassemble the nonlinear system, and re-solve for all active coefficients.</p>
        <p>11. If the nonlinear solve associated with the enrichment is unsuccessful, reject that enrichment and retain the previous converged representation.</p>
        <p>12. Repeat the enrichment-pruning cycle until</p>
        <disp-formula id="FD41">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ℛ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
                <mml:mi>R</mml:mi>
              </mml:msub>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>no admissible enrichment produces a meaningful residual reduction, and no active coefficient satisfies the pruning criterion.</p>
        <p>13. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> max </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is reached, terminate the adaptive procedure and retain the latest converged representation.</p>
        <p>14. Return <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> c </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>5. Convergence and Error Analysis</title>
      <p>The accuracy of the proposed adaptive sparse Fibonacci approximation is evaluated using the residual and, whenever available, the exact solution. For the active basis <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the residual is defined as</p>
      <disp-formula id="FD42">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>R</mml:mi>
              <mml:mi>A</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>L</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The corresponding residual norm is</p>
      <disp-formula id="FD43">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mi>R</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>max</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>a</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:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mi>A</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:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>When the exact solution <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> y </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> is known, the maximum absolute error is computed by</p>
      <disp-formula id="FD44">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>max</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>a</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:mi>y</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>y</mml:mi>
                  <mml:mi>A</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:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The adaptive enrichment process generates a sequence of active spaces</p>
      <disp-formula id="FD45">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊆</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊆</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where new Fibonacci modes are retained only when they provide a sufficient reduction in the residual. Thus, the computational convergence criterion is expressed as</p>
      <disp-formula id="FD46">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mi>R</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mi>R</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mi> s </mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the adaptive iteration.</p>
      <p>For sufficiently smooth solutions that admit a convergent Fibonacci expansion, increasing the effective approximation space is expected to reduce the truncation error. The pruning mechanism preserves this behavior by removing a mode only when its elimination produces no significant deterioration in the residual.</p>
      <p>To quantify the efficiency of the sparse representation, the compression ratio is defined as</p>
      <disp-formula id="FD47">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>R</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>A</mml:mi>
                      <mml:mo>*</mml:mo>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>max</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> * </mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the number of active Fibonacci modes in the final approximation. A larger <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> R </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> indicates a more compact representation.</p>
      <p>Accordingly, the proposed method is assessed through three complementary quantities:</p>
      <disp-formula id="FD48">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:menclose notation="box">
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:menclose>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>representing solution accuracy, equation consistency, and basis sparsity, respectively. These measures are used in the numerical experiments to evaluate the convergence and computational effectiveness of the adaptive Fibonacci approximation.</p>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Numerical Experiments</title>
      <p>The proposed Adaptive Sparse Fibonacci Collocation (ASFC) method is evaluated on three nonlinear differential equations with known exact solutions. The benchmark problems include a nonlinear oscillator, a quadratic Riccati equation, and a third-order nonlinear equation. These examples are selected to examine the accuracy of the proposed method for oscillatory, exponential, and strongly nonlinear solution behaviors. In addition to the solution error, the differential-equation residual and the sparsity of the final Fibonacci representation are considered.</p>
      <sec id="sec6dot1">
        <title>6.1. Problem 1—Nonlinear Oscillator</title>
        <p>Consider the nonlinear differential equation</p>
        <disp-formula id="FD49">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>′</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>subject to the initial conditions</p>
        <disp-formula id="FD50">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The exact solution is</p>
        <disp-formula id="FD51">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>cos</mml:mi>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>For an active Fibonacci index set <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the ASFC approximation is written as</p>
        <disp-formula id="FD52">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munder>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>j</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:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The initial conditions are imposed directly on the approximation,</p>
        <disp-formula id="FD53">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munder>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>j</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>2</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munder>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>j</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>The remaining coefficients are determined from the nonlinear collocation residual</p>
        <disp-formula id="FD54">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:msubsup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mi>N</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:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>evaluated at the prescribed collocation points. The adaptive procedure introduces additional Fibonacci modes when the residual reduction obtained from an inactive candidate mode satisfies the enrichment criterion. Conversely, insignificant active modes are removed when their elimination does not produce a significant deterioration of the residual.</p>
        <p>This problem is particularly useful for examining sparse basis selection because the exact solution contains a constant component and an oscillatory component while the governing equation includes quadratic nonlinearities.</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot2">
        <title>6.2. Problem 2—Quadratic Riccati Equation</title>
        <p>The second benchmark is a quadratic Riccati equation defined on</p>
        <disp-formula id="FD55">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>by</p>
        <disp-formula id="FD56">
          <label>(18)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>with the initial condition</p>
        <disp-formula id="FD57">
          <label>(19)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <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:math>
        </disp-formula>
        <p>and exact solution</p>
        <disp-formula id="FD58">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Equivalently, the equation can be written in the standard quadratic Riccati form</p>
        <disp-formula id="FD59">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>Q</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where</p>
        <disp-formula id="FD60">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <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:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:mi>Q</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Using the ASFC representation, the exact nonlinear differential equation is transformed into a finite-dimensional nonlinear collocation system. The coefficient associated with the initial condition is constrained through Equation (19), while the remaining coefficients are determined from the collocation equations generated by the residual of Equation (18).</p>
        <p>Because the exponential exact solution contains both even and odd powers in its Taylor expansion, this benchmark provides a useful test of adaptive Fibonacci basis enrichment and the ability of the proposed method to construct a compact representation without imposing a fixed complete truncation.</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot3">
        <title>6.3. Problem 3—Third-Order Nonlinear Equation</title>
        <p>The third benchmark considers the nonlinear third-order differential equation</p>
        <disp-formula id="FD61">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>‴</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>subject to</p>
        <disp-formula id="FD62">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <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:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>″</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>1.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The exact solution is</p>
        <disp-formula id="FD63">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>ln</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Starting from the active Fibonacci representation,</p>
        <disp-formula id="FD64">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munder>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>j</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:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>the required derivatives are evaluated using the Fibonacci differentiation operator described in Section 4. The three initial conditions are imposed through</p>
        <disp-formula id="FD65">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>1.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The remaining coefficients are obtained from the nonlinear collocation residual</p>
        <disp-formula id="FD66">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>‴</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Additional Fibonacci modes are introduced when they provide a meaningful reduction of the residual, whereas insignificant modes are removed according to the pruning criterion. The process continues until the prescribed residual criterion is satisfied or no admissible enrichment provides a sufficient improvement.</p>
        <p>This problem also provides a test of the proposed method for a higher-order nonlinear equation and explicitly verifies the treatment of the second derivative initial condition <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ″ </mml:mo></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot4">
        <title>6.4. Exact-Solution Verification</title>
        <p>Before computing the numerical errors, the exact solutions used in the three benchmark problems are independently verified against their corresponding governing differential equations and initial conditions. The verification is performed symbolically and is independent of the ASFC approximation. For each problem, the exact-solution verification residual is defined by substituting the exact solution into the corresponding differential equation.</p>
        <p>6.4.1. Verification of Problem 1</p>
        <p>For Problem 1,</p>
        <disp-formula id="FD67">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mi>cos</mml:mi>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and therefore</p>
        <disp-formula id="FD68">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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:mi>sin</mml:mi>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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:mi>cos</mml:mi>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Substitution into the governing equation gives</p>
        <disp-formula id="FD69">
          <mml:math>
            <mml:mtable>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mo>″</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mo>′</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                        </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:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>cos</mml:mi>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>cos</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0.</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The initial conditions are also satisfied exactly:</p>
        <disp-formula id="FD70">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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>2</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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>Consequently,</p>
        <disp-formula id="FD71">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>η</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </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:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>6.4.2. Verification of Problem 2</p>
        <p>For Problem 2,</p>
        <disp-formula id="FD72">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Substitution into the governing Riccati equation yields</p>
        <disp-formula id="FD73">
          <mml:math>
            <mml:mtable>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <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:mi>t</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0.</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The prescribed initial condition is verified by</p>
        <disp-formula id="FD74">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Hence,</p>
        <disp-formula id="FD75">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>η</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </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:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>6.4.3. Verification of Problem 3</p>
        <p>For Problem 3,</p>
        <disp-formula id="FD76">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>ln</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>with derivatives</p>
        <disp-formula id="FD77">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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:mn>1</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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:mn>1</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>‴</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Furthermore,</p>
        <disp-formula id="FD78">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mi>ln</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Therefore,</p>
        <disp-formula id="FD79">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>‴</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The initial conditions are satisfied exactly:</p>
        <disp-formula id="FD80">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </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:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>1.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Thus,</p>
        <disp-formula id="FD81">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>η</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </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:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The symbolic verification results are summarized in <bold>Table 1</bold>.</p>
        <p><bold>Table 1.</bold>Symbolic verification of the exact solutions for the three benchmark problems.</p>
        <table-wrap id="tbl1">
          <label>Table 1</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>
                  <bold>Problem</bold>
                </td>
                <td>
                  <bold>Exact solution</bold>
                </td>
                <td>
                  <bold>Verification residual</bold>
                </td>
                <td>
                  <bold>Initial-condition</bold>
                  <bold>mismatch</bold>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Problem 1</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>0</td>
                <td>0</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Problem 2</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mtext>e</mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>0</td>
                <td>0</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Problem 3</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ln</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>0</td>
                <td>0</td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <p>These results confirm that the three exact solutions satisfy their respective governing equations and prescribed initial conditions identically. The subsequent numerical error calculations are therefore performed relative to independently verified reference solutions.</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot5">
        <title>6.5. Error Measures</title>
        <p>Let <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the ASFC approximation and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> ex </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the corresponding exact solution. The pointwise absolute error is defined by</p>
        <disp-formula id="FD82">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml: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:math>
        </disp-formula>
        <p>The maximum absolute error over the computational interval is</p>
        <disp-formula id="FD83">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>E</mml:mi>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>a</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:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml: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:math>
        </disp-formula>
        <p>For numerical evaluation, the maximum is calculated on the prescribed error-evaluation grid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mi> q </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> e </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,</p>
        <disp-formula id="FD84">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>E</mml:mi>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mi>q</mml:mi>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>ex</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </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>In addition to the solution error, the maximum absolute differential-equation residual is used to measure the consistency of the numerical approximation with the governing equation. For a general differential operator <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℱ </mml:mi></mml:math></inline-formula> ,</p>
        <disp-formula id="FD85">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:mi>ℱ</mml:mi>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and</p>
        <disp-formula id="FD86">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>a</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:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mi>N</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:math>
        </disp-formula>
        <p>On the numerical evaluation grid, this becomes</p>
        <disp-formula id="FD87">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </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>For the three benchmark problems, the corresponding residuals are</p>
        <disp-formula id="FD88">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>″</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:msubsup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mo>′</mml:mo>
                        </mml:msup>
                        <mml:mi>N</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:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD89">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:msubsup>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and</p>
        <disp-formula id="FD90">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mo>‴</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>N</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:mn>2</mml:mn>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Accordingly, the problem-dependent maximum residual is defined as</p>
        <disp-formula id="FD91">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>max</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                  
              </mml:mtext>
              <mml:mi>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>
        </disp-formula>
        <p>The sparsity of the final Fibonacci representation is quantified by the number of retained active modes,</p>
        <disp-formula id="FD92">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>N</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>act</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the final active Fibonacci index set. The corresponding compression or sparsity ratio is defined by</p>
        <disp-formula id="FD93">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>act</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>cand</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> cand </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the number of candidate Fibonacci modes considered by the adaptive procedure. A larger value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> corresponds to a more compact final representation.</p>
        <p>Thus, the numerical assessment is based on three complementary measures: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> act </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> ). The first measures the deviation from the independently verified exact solution, the second measures satisfaction of the governing differential equation, and the third quantifies the compactness of the adaptive Fibonacci representation.</p>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig1">Figures 1(a)-(c)</xref> provide graphical comparisons of the ASFC results for the three benchmark problems with respect to the independent variable<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:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For each individual problem, the numerical approximation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , pointwise absolute error <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><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:mrow></mml:math></inline-formula> , and differential-equation residual <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><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:mrow></mml:math></inline-formula> are systematically displayed alongside the Bernoulli polynomial results [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. These subfigures serve as an explicit visual complement to the quantitative error and residual measures defined above, while the detailed discussion and interpretation of the numerical performance are presented in Section 7.</p>
        <fig id="fig1">
          <label>Figure 1</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724971-rId348.jpeg?20261026013001" />
        </fig>
        <p>(a)</p>
        <fig id="fig2">
          <label>Figure 2</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724971-rId349.jpeg?20261026013000" />
        </fig>
        <p>(b)</p>
        <fig id="fig3">
          <label>Figure 3</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724971-rId350.jpeg?20261026013001" />
        </fig>
        <p>(c)</p>
        <p><bold>Figure 1.</bold> (a) Numerical solution, pointwise absolute error, and differential-equation residual for Problem 1 (Nonlinear Oscillator) obtained by the proposed Adaptive Sparse Fibonacci Collocation (ASFC) method and the Bernoulli polynomial method [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]; (b) Numerical solution, pointwise absolute error, and differential-equation residual for Problem 2 (Riccati Equation) obtained by the proposed Adaptive Sparse Fibonacci Collocation (ASFC) method and the Bernoulli polynomial method [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]; (c) Numerical solution, pointwise absolute error, and differential-equation residual for Problem 3 (Third-Order Nonlinear Equation) obtained by the proposed Adaptive Sparse Fibonacci Collocation (ASFC) method and the Bernoullipoly nomial method [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>].</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Results and Discussion</title>
      <p>The numerical performance of the proposed Adaptive Sparse Fibonacci Collocation (ASFC) method is assessed using the three benchmark problems introduced in Section 6. The comparison considers three complementary indicators: the maximum absolute error <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the maximum differential-equation residual <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the number of active Fibonacci modes <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> act </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the corresponding compression ratio. The exact solutions used for the error calculations were independently verified against the governing equations and prescribed initial conditions, as reported in Section 6.4.</p>
      <sec id="sec7dot1">
        <title>7.1. Summary of Numerical Results</title>
        <p>The main numerical characteristics of the three benchmark problems are summarized in <bold>Table 2</bold>.</p>
        <p><bold>Table 2.</bold> Numerical performance of the proposed ASFC method.</p>
        <table-wrap id="tbl2">
          <label>Table 2</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>
                  <bold>Problem</bold>
                </td>
                <td>
                  <bold>Solution type</bold>
                </td>
                <td>
                  <bold>Candidate modes</bold>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>cand</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <bold>Active modes</bold>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>act</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <bold>Compression</bold>
                  <bold>ratio</bold>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>E</mml:mi>
                          <mml:mi>∞</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>R</mml:mi>
                          <mml:mi>∞</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Problem 1</td>
                <td>Oscillatory</td>
                <td>25</td>
                <td>7</td>
                <td>72.0%</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>3.86</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>9</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>4.80</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>8</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Problem 2</td>
                <td>Exponential/Riccati</td>
                <td>25</td>
                <td>8</td>
                <td>68.0%</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1.01</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>11</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1.02</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>10</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Problem 3</td>
                <td>Logarithmic, third-order</td>
                <td>25</td>
                <td>10</td>
                <td>60.0%</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>9.65</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>10</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>8.70</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>9</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <p>The results show that the adaptive procedure does not retain the complete candidate Fibonacci basis. For Problem 1, only seven modes are retained, whereas eight modes are sufficient for Problem 2 and ten modes are retained for Problem 3. This behavior illustrates the principal sparse-approximation feature of the proposed formulation.</p>
        <p>For Problem 2, the retention of eight modes from a 25-mode candidate basis corresponds to a compression ratio of 68.0%. Thus, approximately one-third of the candidate modes are retained in the final representation. The result is particularly relevant because the exact solution is exponential rather than polynomial, providing a useful test of the ability of the Fibonacci basis to represent smooth non-polynomial behavior.</p>
      </sec>
      <sec id="sec7dot2">
        <title>7.2. Solution Accuracy</title>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig1">Figures 1(a)-(c)</xref> compares the numerical and exact solutions for all three benchmark problems together with the corresponding pointwise absolute errors and differential-equation residuals.</p>
        <p>For Problem 1, the computed solution reproduces the oscillatory behavior of the exact solution over the complete interval. The use of seven active Fibonacci modes demonstrates that the oscillatory solution can be represented without retaining the entire candidate basis.</p>
        <p>Problem 2 provides a different test because its exact solution is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mi> t </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Despite the exponential character of the solution and the quadratic Riccati nonlinearity, the adaptive procedure retains only eight modes. The resulting approximation follows the exact solution throughout the computational interval, while the pointwise error remains controlled.</p>
        <p>Problem 3 represents the most demanding benchmark in terms of differential order, since the governing equation contains a third derivative and a nonlinear exponential term. The exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ln </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is also non-polynomial. The final approximation uses ten active Fibonacci modes and reproduces the qualitative behavior of the reference solution over <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>The maximum absolute errors reported in <bold>Table 2</bold> provide the quantitative counterpart of these observations. In contrast to a visual comparison alone, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> measures the largest deviation between the numerical and independently verified exact solutions over the prescribed computational grid.</p>
      </sec>
      <sec id="sec7dot3">
        <title>7.3. Residual Accuracy</title>
        <p>Solution error alone is not sufficient to characterize the performance of a nonlinear collocation method. Therefore, the differential-equation residual is evaluated independently using</p>
        <disp-formula id="FD94">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>R</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:mi>ℱ</mml:mi>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The corresponding maximum residual <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> measures the extent to which the computed approximation satisfies the governing differential equation.</p>
        <p>The residual curves depicted in <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1(a3)</xref>, <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1(b3)</xref>, and <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1(c3)</xref> remain strictly bounded across the computational domain <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:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all three benchmark problems. In each case, the residual magnitude <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><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:mrow></mml:math></inline-formula> associated with the ASFC method remains consistently suppressed below 10<sup>−</sup><sup>7</sup>, demonstrating substantial consistency with the governing differential equations compared to the Bernoulli polynomial approach [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. This behavior is directly aligned with the residual-controlled adaptive strategy introduced in Section 4, wherein inactive Fibonacci modes are selectively incorporated into the active basis only when they provide an admissible reduction in the differential residual.</p>
        <p>The residual results are particularly important for Problem 3. Because the equation is third-order and contains the stiff nonlinear exponential term<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mtext> e </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , subsequent differentiation and nonlinear evaluations may significantly amplify numerical approximation errors. As demonstrated in <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1(c3)</xref>, the residual <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><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:mrow></mml:math></inline-formula> remains bounded on the order of 10<sup>−</sup><sup>8</sup>, thereby providing an independent confirmation that the obtained sparse Fibonacci approximation rigorously satisfies the original governing equation rather than merely reproducing the qualitative shape of the exact solution.</p>
      </sec>
      <sec id="sec7dot4">
        <title>7.4. Adaptive Basis Selection and Sparsity</title>
        <p>The numerical results also illustrate the role of adaptive basis selection. The final approximation is written as</p>
        <disp-formula id="FD95">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mi>N</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:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munder>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:msub>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mi>j</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:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the adaptively determined active index set.</p>
        <p>The number of retained modes is seven, eight, and ten for Problems 1-3, respectively. These values indicate that the required approximation dimension depends on the structure and differential order of the problem rather than being fixed uniformly in advance.</p>
        <p>The compression ratio provides an additional measure of this behavior. In particular, the 68.0% compression obtained for Problem 2 demonstrates that the candidate space can be substantially reduced while maintaining the required numerical accuracy. The same interpretation applies to Problems 1 and 3, for which the same 25-mode candidate space is reduced to 7 and 10 active modes, corresponding to compression ratios of 72.0% and 60.0% respectively (<bold>Table 2</bold>).</p>
        <p>An important consequence is that increasing the candidate basis does not automatically imply that all additional modes must be retained. Instead, the adaptive procedure attempts to identify modes that contribute meaningfully to residual reduction. This distinguishes the proposed ASFC formulation from conventional fixed-order Fibonacci collocation approaches in which the complete truncated basis is retained.</p>
      </sec>
      <sec id="sec7dot5">
        <title>7.5. Comparison with the Bernoulli Polynomial Method</title>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig1">Figures 1(a)-(c)</xref> also provides a comparison with the Bernoulli polynomial results reported by Bicer and Sezer [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. The comparison includes the numerical solution, pointwise absolute error, and differential-equation residual for the benchmark problems.</p>
        <p>The comparison should be interpreted using the reported numerical quantities rather than the solution curves alone. In particular, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> characterizes approximation accuracy relative to the exact solution, while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> measures consistency with the governing differential equation. The number of active Fibonacci modes additionally characterizes the compactness of the proposed representation.</p>
        <p>The ASFC formulation differs from the Bernoulli approach primarily in the construction of the approximation space. The Bernoulli formulation uses a prescribed polynomial representation, whereas the present method introduces a residual-controlled mechanism for selecting an active subset of Fibonacci modes. Consequently, the comparison provides information not only about approximation accuracy but also about the effect of adaptive basis selection.</p>
      </sec>
      <sec id="sec7dot6">
        <title>7.6. Overall Numerical Assessment</title>
        <p>Taken together, the three experiments cover oscillatory, exponential, and logarithmic solution behaviors and include first- and third-order nonlinear differential operators. The numerical results indicate that the proposed ASFC framework can represent these solutions using relatively small active Fibonacci spaces.</p>
        <p>Three observations are particularly relevant. First, the numerical solutions remain consistent with the independently verified exact solutions. Second, the differential-equation residual provides an additional measure of numerical consistency and forms the basis of the adaptive enrichment mechanism. Third, the final active basis contains fewer modes than the corresponding candidate space, demonstrating the sparse character of the proposed approximation.</p>
        <p>The results therefore support the central computational concept of the method: rather than prescribing a fixed approximation order and retaining every available basis function, the ASFC procedure seeks an active Fibonacci representation adapted to the nonlinear residual structure of the problem.</p>
        <p>A complete assessment of computational efficiency would additionally require reporting implementation-dependent quantities such as CPU time, nonlinear-solver iterations, conditioning measures, and the number of enrichment/pruning iterations. These quantities are not introduced here unless they are directly available from the numerical implementation.</p>
      </sec>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Bicer, K. and Sezer, M. (2019) A Computational Method for Solving Differential Equations with Quadratic Nonlinearity by Using Bernoulli Polynomials. <italic>Thermal Science</italic>, 23, 275-283. https://doi.org/10.2298/tsci181128041b <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/tsci181128041b</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.2298/tsci181128041b">https://doi.org/10.2298/tsci181128041b</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bicer, K.</string-name>
              <string-name>Sezer, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>A Computational Method for Solving Differential Equations with Quadratic Nonlinearity by Using Bernoulli Polynomials</article-title>
            <source>Thermal Science</source>
            <volume>23</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.2298/tsci181128041b</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Chen, B., García-Bolós, R., Jódar, L. and Roselló, M.D. (2005) Chebyshev Polynomial Approximations for Nonlinear Differential Initial Value Problems. <italic>Nonlinear Analysis</italic>: <italic>Theory</italic>, <italic>Methods &amp; Applications</italic>, 63, e629-e637. https://doi.org/10.1016/j.na.2005.02.050 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.na.2005.02.050</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.na.2005.02.050">https://doi.org/10.1016/j.na.2005.02.050</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Chen, B.</string-name>
              <string-name>Theory, M</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>Chebyshev Polynomial Approximations for Nonlinear Differential Initial Value Problems</article-title>
            <source>Nonlinear Analysis: Theory</source>
            <volume>63</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.na.2005.02.050</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Abbasbandy, S. (2007) A New Application of He’s Variational Iteration Method for Quadratic Riccati Differential Equation by Using Adomian’s Polynomials. <italic>Journal of Computational and Applied Mathematics</italic>, 207, 59-63. https://doi.org/10.1016/j.cam.2006.07.012 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2006.07.012</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cam.2006.07.012">https://doi.org/10.1016/j.cam.2006.07.012</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Abbasbandy, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>A New Application of He’s Variational Iteration Method for Quadratic Riccati Differential Equation by Using Adomian’s Polynomials</article-title>
            <source>Journal of Computational and Applied Mathematics</source>
            <volume>207</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2006.07.012</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Lakestani, M. and Dehghan, M. (2010) Numerical Solution of Riccati Equation Using the Cubic B-Spline Scaling Functions and Chebyshev Cardinal Functions. <italic>Computer Physics Communications</italic>, 181, 957-966. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2010.01.008 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cpc.2010.01.008</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cpc.2010.01.008">https://doi.org/10.1016/j.cpc.2010.01.008</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lakestani, M.</string-name>
              <string-name>Dehghan, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2010</year>
            <article-title>Numerical Solution of Riccati Equation Using the Cubic B-Spline Scaling Functions and Chebyshev Cardinal Functions</article-title>
            <source>Computer Physics Communications</source>
            <volume>181</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cpc.2010.01.008</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Abbasbandy, S. (2006) Homotopy Perturbation Method for Quadratic Riccati Differential Equation and Comparison with Adomian’s Decomposition Method. <italic>Applied Mathematics and Computation</italic>, 172, 485-490. https://doi.org/10.1016/j.amc.2005.02.014 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2005.02.014</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.amc.2005.02.014">https://doi.org/10.1016/j.amc.2005.02.014</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Abbasbandy, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Homotopy Perturbation Method for Quadratic Riccati Differential Equation and Comparison with Adomian’s Decomposition Method</article-title>
            <source>Applied Mathematics and Computation</source>
            <volume>172</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2005.02.014</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">El-Tawil, M.A., Bahnasawi, A.A. and Abdel-Naby, A. (2004) Solving Riccati Differential Equation Using Adomian’s Decomposition Method. <italic>Applied Mathematics and Computation</italic>, 157, 503-514. https://doi.org/10.1016/j.amc.2003.08.049 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2003.08.049</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.amc.2003.08.049">https://doi.org/10.1016/j.amc.2003.08.049</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>El-Tawil, M.A.</string-name>
              <string-name>Bahnasawi, A.A.</string-name>
              <string-name>Abdel-Naby, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>Solving Riccati Differential Equation Using Adomian’s Decomposition Method</article-title>
            <source>Applied Mathematics and Computation</source>
            <volume>157</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2003.08.049</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Akyüz-Daşcıoğlu, A. and Çerdi˙k-Yaslan, H. (2011) The Solution of High-Order Nonlinear Ordinary Differential Equations by Chebyshev Series. <italic>Applied Mathematics and Computation</italic>, 217, 5658-5666. https://doi.org/10.1016/j.amc.2010.12.044 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2010.12.044</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.amc.2010.12.044">https://doi.org/10.1016/j.amc.2010.12.044</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Yaslan, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>The Solution of High-Order Nonlinear Ordinary Differential Equations by Chebyshev Series</article-title>
            <source>Applied Mathematics and Computation</source>
            <volume>217</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2010.12.044</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Yüzbaşı, Ş. (2012) A Numerical Approximation Based on the Bessel Functions of First Kind for Solutions of Riccati Type Differential-Difference Equations. <italic>Computers &amp; Mathematics with Applications</italic>, 64, 1691-1705. https://doi.org/10.1016/j.camwa.2012.01.026 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2012.01.026</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.camwa.2012.01.026">https://doi.org/10.1016/j.camwa.2012.01.026</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <year>2012</year>
            <article-title>A Numerical Approximation Based on the Bessel Functions of First Kind for Solutions of Riccati Type Differential-Difference Equations</article-title>
            <source>Computers &amp; Mathematics with Applications</source>
            <volume>64</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2012.01.026</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Yüzbaşı, Ş. (2017) A Numerical Scheme for Solutions of a Class of Nonlinear Differential Equations. <italic>Journal of Taibah University for Science</italic>, 11, 1165-1181. https://doi.org/10.1016/j.jtusci.2017.03.001 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jtusci.2017.03.001</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jtusci.2017.03.001">https://doi.org/10.1016/j.jtusci.2017.03.001</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <year>2017</year>
            <article-title>A Numerical Scheme for Solutions of a Class of Nonlinear Differential Equations</article-title>
            <source>Journal of Taibah University for Science</source>
            <volume>11</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jtusci.2017.03.001</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Ghomanjani, F. and Khorram, E. (2017) Approximate Solution for Quadratic Riccati Differential Equation. <italic>Journal of Taibah University for Science</italic>, 11, 246-250. https://doi.org/10.1016/j.jtusci.2015.04.001 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jtusci.2015.04.001</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jtusci.2015.04.001">https://doi.org/10.1016/j.jtusci.2015.04.001</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ghomanjani, F.</string-name>
              <string-name>Khorram, E.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>Approximate Solution for Quadratic Riccati Differential Equation</article-title>
            <source>Journal of Taibah University for Science</source>
            <volume>11</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jtusci.2015.04.001</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Behiry, S.H., Hashish, H., El-Kalla, I.L. and Elsaid, A. (2007) A New Algorithm for the Decomposition Solution of Nonlinear Differential Equations. <italic>Computers &amp; Mathematics with Applications</italic>, 54, 459-466. https://doi.org/10.1016/j.camwa.2006.12.027 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2006.12.027</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.camwa.2006.12.027">https://doi.org/10.1016/j.camwa.2006.12.027</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Behiry, S.H.</string-name>
              <string-name>Hashish, H.</string-name>
              <string-name>El-Kalla, I.L.</string-name>
              <string-name>Elsaid, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>A New Algorithm for the Decomposition Solution of Nonlinear Differential Equations</article-title>
            <source>Computers &amp; Mathematics with Applications</source>
            <volume>54</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2006.12.027</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Barari, A., Omidvar, M., Ghotbi, A.R. and Ganji, D.D. (2008) Application of Homotopy Perturbation Method and Variational Iteration Method to Nonlinear Oscillator Differential Equations. <italic>Acta</italic><italic>Applicandae</italic><italic>Mathematicae</italic>, 104, 161-171. https://doi.org/10.1007/s10440-008-9248-9 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10440-008-9248-9</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10440-008-9248-9">https://doi.org/10.1007/s10440-008-9248-9</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Barari, A.</string-name>
              <string-name>Omidvar, M.</string-name>
              <string-name>Ghotbi, A.R.</string-name>
              <string-name>Ganji, D.D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>Application of Homotopy Perturbation Method and Variational Iteration Method to Nonlinear Oscillator Differential Equations</article-title>
            <source>Acta Applicandae Mathematicae</source>
            <volume>104</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10440-008-9248-9</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Bhrawy, A.H. and Abd-Elhameed, W.M. (2011) New Algorithm for the Numerical Solutions of Nonlinear Third‐Order Differential Equations Using Jacobi‐Gauss Collocation Method. <italic>Mathematical Problems in Engineering</italic>, 2011, Article ID: 837218. https://doi.org/10.1155/2011/837218 <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2011/837218</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1155/2011/837218">https://doi.org/10.1155/2011/837218</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bhrawy, A.H.</string-name>
              <string-name>Abd-Elhameed, W.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>New Algorithm for the Numerical Solutions of Nonlinear Third‐Order Differential Equations Using Jacobi‐Gauss Collocation Method</article-title>
            <source>Mathematical Problems in Engineering</source>
            <volume>2011</volume>
            <fpage>837218</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2011/837218</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Doha, E.H., Abd-Elhameed, W.M. and Youssri, Y.H. (2013) Second Kind Chebyshev Operational Matrix Algorithm for Solving Differential Equations of Lane-Emden Type. <italic>New Astronomy</italic>, 23, 113-117. https://doi.org/10.1016/j.newast.2013.03.002 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.newast.2013.03.002</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.newast.2013.03.002">https://doi.org/10.1016/j.newast.2013.03.002</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Doha, E.H.</string-name>
              <string-name>Abd-Elhameed, W.M.</string-name>
              <string-name>Youssri, Y.H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>Second Kind Chebyshev Operational Matrix Algorithm for Solving Differential Equations of Lane-Emden Type</article-title>
            <source>New Astronomy</source>
            <volume>23</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.newast.2013.03.002</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Fornberg, B. (1998) A Practical Guide to Pseudospectral Methods. Cambridge University Press.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Fornberg, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>1998</year>
            <article-title>A Practical Guide to Pseudospectral Methods</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Trefethen, L.N. (2000) Spectral Methods in MATLAB. Society for Industrial and Applied Mathematics. https://doi.org/10.1137/1.9780898719598 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/1.9780898719598</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/1.9780898719598">https://doi.org/10.1137/1.9780898719598</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Trefethen, L.N.</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>Spectral Methods in MATLAB</article-title>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/1.9780898719598</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Falcón, S. and Plaza, Á. (2009) On K-Fibonacci Sequences and Polynomials and Their Derivatives. <italic>Chaos</italic>, <italic>Solitons &amp; Fractals</italic>, 39, 1005-1019. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2007.03.007 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2007.03.007</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chaos.2007.03.007">https://doi.org/10.1016/j.chaos.2007.03.007</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Chaos, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2009</year>
            <article-title>On K-Fibonacci Sequences and Polynomials and Their Derivatives</article-title>
            <source>Chaos</source>
            <volume>39</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2007.03.007</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Mirzaee, F. and Hoseini, S.F. (2016) Application of Fibonacci Collocation Method for Solving Volterra-Fredholm Integral Equations. <italic>Applied Mathematics and Computation</italic>, 273, 637-644. https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.10.035 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2015.10.035</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.10.035">https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.10.035</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mirzaee, F.</string-name>
              <string-name>Hoseini, S.F.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>Application of Fibonacci Collocation Method for Solving Volterra-Fredholm Integral Equations</article-title>
            <source>Applied Mathematics and Computation</source>
            <volume>273</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2015.10.035</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Abd-Elhameed, W. and Youssri, Y. (2016) A Novel Operational Matrix of Caputo Fractional Derivatives of Fibonacci Polynomials: Spectral Solutions of Fractional Differential Equations. <italic>Entropy</italic>, 18, Article 345. https://doi.org/10.3390/e18100345 <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/e18100345</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3390/e18100345">https://doi.org/10.3390/e18100345</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Abd-Elhameed, W.</string-name>
              <string-name>Youssri, Y.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>A Novel Operational Matrix of Caputo Fractional Derivatives of Fibonacci Polynomials: Spectral Solutions of Fractional Differential Equations</article-title>
            <source>Entropy</source>
            <volume>18</volume>
            <elocation-id>345</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/e18100345</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Çakmak, M. (2019) Fibonacci Operational Matrix Algorithm for Solving Differential Equations of Lane-Emden Type. <italic>Sakarya University Journal of Science</italic>, 23, 478-485. https://doi.org/10.16984/saufenbilder.344991 <pub-id pub-id-type="doi">10.16984/saufenbilder.344991</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.16984/saufenbilder.344991">https://doi.org/10.16984/saufenbilder.344991</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <year>2019</year>
            <article-title>Fibonacci Operational Matrix Algorithm for Solving Differential Equations of Lane-Emden Type</article-title>
            <source>Sakarya University Journal of Science</source>
            <volume>23</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.16984/saufenbilder.344991</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B21">
        <label>21.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Ali, I., Haq, S., Nisar, K.S. and Arifeen, S.U. (2021) Numerical Study of 1D and 2D Advection-Diffusion-Reaction Equations Using Lucas and Fibonacci Polynomials. <italic>Arabian Journal of Mathematics</italic>, 10, 513-526. https://doi.org/10.1007/s40065-021-00330-4 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40065-021-00330-4</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s40065-021-00330-4">https://doi.org/10.1007/s40065-021-00330-4</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ali, I.</string-name>
              <string-name>Haq, S.</string-name>
              <string-name>Nisar, K.S.</string-name>
              <string-name>Arifeen, S.U.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>Numerical Study of 1D and 2D Advection-Diffusion-Reaction Equations Using Lucas and Fibonacci Polynomials</article-title>
            <source>Arabian Journal of Mathematics</source>
            <volume>10</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40065-021-00330-4</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B22">
        <label>22.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Postavaru, O. (2023) An Efficient Numerical Method Based on Fibonacci Polynomials to Solve Fractional Differential Equations. <italic>Mathematics and Computers in Simulation</italic>, 212, 406-422. https://doi.org/10.1016/j.matcom.2023.04.028 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.matcom.2023.04.028</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.matcom.2023.04.028">https://doi.org/10.1016/j.matcom.2023.04.028</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Postavaru, O.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>An Efficient Numerical Method Based on Fibonacci Polynomials to Solve Fractional Differential Equations</article-title>
            <source>Mathematics and Computers in Simulation</source>
            <volume>212</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.matcom.2023.04.028</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B23">
        <label>23.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">S M, S., Kumar, P., Govindaraj, V., Qahiti, R.A., Hamali, W. and Mutum, Z.M. (2024) An Operational Matrix Approach with Vieta-Fibonacci Polynomial for Solving Generalized Caputo Fractal-Fractional Differential Equations. <italic>Ain Shams Engineering Journal</italic>, 15, Article 102678. https://doi.org/10.1016/j.asej.2024.102678 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.asej.2024.102678</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.asej.2024.102678">https://doi.org/10.1016/j.asej.2024.102678</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kumar, P.</string-name>
              <string-name>Govindaraj, V.</string-name>
              <string-name>Qahiti, R.A.</string-name>
              <string-name>Hamali, W.</string-name>
              <string-name>Mutum, Z.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>An Operational Matrix Approach with Vieta-Fibonacci Polynomial for Solving Generalized Caputo Fractal-Fractional Differential Equations</article-title>
            <source>Ain Shams Engineering Journal</source>
            <volume>15</volume>
            <elocation-id>102678</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.asej.2024.102678</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B24">
        <label>24.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Çakmak, M. and Alkan, S. (2022) Fibonacci Collocation Method for Solving a Class of Nonlinear Differential Equations. <italic>Turkish Journal of Mathematics and Computer Science</italic>, 15, 42-53. https://doi.org/10.47000/tjmcs.960168 <pub-id pub-id-type="doi">10.47000/tjmcs.960168</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.47000/tjmcs.960168">https://doi.org/10.47000/tjmcs.960168</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Alkan, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Fibonacci Collocation Method for Solving a Class of Nonlinear Differential Equations</article-title>
            <source>Turkish Journal of Mathematics and Computer Science</source>
            <volume>15</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.47000/tjmcs.960168</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B25">
        <label>25.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Canuto, C., Hussaini, M.Y., Quarteroni, A. and Zang, T.A. (2006) Spectral Methods: Fundamentals in Single Domains. Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Canuto, C.</string-name>
              <string-name>Hussaini, M.Y.</string-name>
              <string-name>Quarteroni, A.</string-name>
              <string-name>Zang, T.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Spectral Methods: Fundamentals in Single Domains</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B26">
        <label>26.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Tibshirani, R. (1996) Regression Shrinkage and Selection via the Lasso. <italic>Journal of the Royal Statistical Society Series B</italic>: <italic>Statistical Methodology</italic>, 58, 267-288. https://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1996.tb02080.x <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.2517-6161.1996.tb02080.x</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1996.tb02080.x">https://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1996.tb02080.x</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Tibshirani, R.</string-name>
            </person-group>
            <year>1996</year>
            <article-title>Regression Shrinkage and Selection via the Lasso</article-title>
            <source>Journal of the Royal Statistical Society Series B: Statistical Methodology</source>
            <volume>58</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.2517-6161.1996.tb02080.x</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B27">
        <label>27.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Donoho, D.L. (2006) Compressed Sensing. <italic>IEEE Transactions on Information Theory</italic>, 52, 1289-1306. https://doi.org/10.1109/tit.2006.871582 <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tit.2006.871582</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1109/tit.2006.871582">https://doi.org/10.1109/tit.2006.871582</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Donoho, D.L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Compressed Sensing</article-title>
            <source>IEEE Transactions on Information Theory</source>
            <volume>52</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tit.2006.871582</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B28">
        <label>28.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Tropp, J.A. (2004) Greed Is Good: Algorithmic Results for Sparse Approximation. <italic>IEEE Transactions on Information Theory</italic>, 50, 2231-2242. https://doi.org/10.1109/tit.2004.834793 <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tit.2004.834793</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1109/tit.2004.834793">https://doi.org/10.1109/tit.2004.834793</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Tropp, J.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>Greed Is Good: Algorithmic Results for Sparse Approximation</article-title>
            <source>IEEE Transactions on Information Theory</source>
            <volume>50</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tit.2004.834793</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B29">
        <label>29.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Bungartz, H. and Griebel, M. (2004) Sparse Grids. <italic>Acta Numerica</italic>, 13, 147-269. https://doi.org/10.1017/s0962492904000182 <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0962492904000182</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1017/s0962492904000182">https://doi.org/10.1017/s0962492904000182</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bungartz, H.</string-name>
              <string-name>Griebel, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>Sparse Grids</article-title>
            <source>Acta Numerica</source>
            <volume>13</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0962492904000182</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B30">
        <label>30.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Oğuz, C. and Sezer, M. (2015) Chelyshkov Collocation Method for a Class of Mixed Functional Integro-Differential Equations. <italic>Applied Mathematics and Computation</italic>, 259, 943-954. https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.03.024 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2015.03.024</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.03.024">https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.03.024</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Sezer, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>Chelyshkov Collocation Method for a Class of Mixed Functional Integro-Differential Equations</article-title>
            <source>Applied Mathematics and Computation</source>
            <volume>259</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2015.03.024</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>