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    jamp
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2327-4352
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2327-4379
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2025.134084
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jamp-142263
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     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Convergence Rate Analysis of Modified BiG-SAM for Solving Bi-Level Optimization Problems Based on S-FISTA
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Nishi
      </surname>
      <given-names>
       Xiaoyin
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Lin
      </surname>
      <given-names>
       Yang
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
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    <addr-line>
     aKey Laboratory of Optimization Theory and Applications at China West Normal University of Sichuan Province, School of Mathematics and Information, China West Normal University, Nanchong, China
    </addr-line> 
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   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     03
    </day> 
    <month>
     04
    </month>
    <year>
     2025
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    13
   </volume> 
   <issue>
    04
   </issue>
   <fpage>
    1555
   </fpage>
   <lpage>
    1576
   </lpage>
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     <day>
      29,
     </day>
     <month>
      March
     </month>
     <year>
      2025
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      24,
     </day>
     <month>
      March
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      24,
     </day>
     <month>
      April
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    In this paper, we consider a more general bi-level optimization problem, where the inner objective function is consisted of three convex functions, involving a smooth and two non-smooth functions. The outer objective function is a classical strongly convex function which may not be smooth. Motivated by the smoothing approaches, we modify the classical bi-level gradient sequential averaging method to solve the bi-level optimization problem. Under some mild conditions, we obtain the convergence rate of the generated sequence, and then based on the analysis framework of S-FISTA, we show the global convergence rate of the proposed algorithm.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Bi-Level Optimization
    </kwd> 
    <kwd>
      Convex Problems
    </kwd> 
    <kwd>
      First-Order Methods
    </kwd> 
    <kwd>
      Proximal Gradient Method
    </kwd> 
    <kwd>
      Sequential Averaging Method
    </kwd> 
    <kwd>
      Moreau Envelope
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>In this paper, we mainly consider the bi-level optimization problems, which is derived from the Stackelberg game in game theorey. Bi-level optimization problems is a special kind of optimization problem that involves two levels, called outer level and inner level. This structure means that the goals and constraints of the outer level problem depend on the solution of the inner problem. Bi-level optimization problems have a wide range of applications in many fields, including economics, engineering design, transportation planning, machine learning and so on.</p>
   <p>Recall that the classical bi-level optimization problem, where the outer and inner objective functions are convex. The outer objective function is a constrained minimization problem, it is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (OP)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the set of minimizers of the inner objective function, which is a composite convex minimization problem, as follows,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Φ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (P1)</p>
   <p>In this case, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> is a strong convex and differentiable function, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> is a convex and continuously differentiable function and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> is an extended real-valued function on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> maybe is a nonsmooth function. Problem (OP)-(P1) is called simple bi-level optimization in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-1">
     [1]
    </xref>, which is opposed to the more general version of the problem, see in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-2">
     [2]
    </xref>.</p>
   <p>Note that, both inner problem (P1)and outer problem (OP) are classical convex optimization problems, which can be solved in different cases, by projected gradient, proximal gradient algorithm, forward-backward splitting algorithm, and so on. However, if we combine problem (OP) and (P1) together, it is difficult to handle.</p>
   <p>For problem (OP)-(P1), we can solve it directly or indirectly. In general, we can transform the bi-level optimization problems into a simple optimization problem structure. Then, it can be solved indirectly and easily. The common method for solving the classical bi-level optimization problem is Tikhonov regularization <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-3">
     [3]
    </xref>, it is for some 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, solving the following regularized problem:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Φ 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mtext>
          Φ 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (1.1)</p>
   <p>Problem (OP) and (P1) can be traced back to the work of Managsarian and Meyer <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-4">
     [4]
    </xref> in the process of developing efficient algorithms for large scale linear programs. They proposed a modification of the Tikhonov regularization technique <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-3">
     [3]
    </xref>, the underlying idea is called finite-perturbation property. It is that finding a parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (Tikhonov perturbation parameter) such that for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        θ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        arg 
      </mtext> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        arg 
      </mtext> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         Φ 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>This property is proven by Managsarian initially, when the inner level problem is a linear program. Then, it was extended by Ferris et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-5">
     <a href="#ref5">[5]</a>
    </xref>, where the inner objective problem is general convex optimization problem.</p>
   <p>In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-5">
     [5]
    </xref>, they considered the case that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> is an indicator function of a closed convex set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       C 
     </mi> 
    </math>, and under some restrictions, they demonstrated that the optimal solution of problem (1.1) is the optimal solution of problem (OP), when there exists a small enough 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. In practice, the value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is unknown, it means that solving problem (1.1) should depend on a sequence of regularizing parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Solodov <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-6">
     [6]
    </xref> showed that for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, there is no need to find the optimal solution of problem (1.1) with indicator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. He proposed an explicit and more tractable proximal point method for the bi-level optimization problem (OP)-(P1), which is opposite to the algorithm proposed by Cabot <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-7">
     <a href="#ref7">[7]</a>
    </xref>, where the approximation scheme is only implicit thus making the method of Cabot <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-7">
     [7]
    </xref> not easy to implement. Based on the proximal point algorithm, some researchers developed various proximal point algorithms to solve the problems under different types of framework, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-8">
     [8]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-9">
     [9]
    </xref>.</p>
   <p>On the other hand, we can solve the bi-level problem (OP)-(P1) by a direct approach, called hybrid steepest descent method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-10">
     [10]
    </xref>, where the sequence converges to the optimal solution according to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Then, the hybrid steepest descent method was further extended by Neto et al. for solving a more general outer objective function.</p>
   <p>Recently, Beck et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-11">
     [11]
    </xref> proposed a new direct first order method, which is called Minimal Norm Gradient, it can solve problem (OP). The author proved that in terms of the inner objective function, the algorithm has 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msqrt> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> convergence rate result. However, for some choice of outer objective function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math>, the computation of this method is so expensive to get the optimal solution. Motivated by the minimal norm gradient method, Sabach <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     <a href="#ref12">[12]</a>
    </xref> suggested a first order method, called BiG-SAM, to solve the bilevel optimization problem, which is based on existing viscosity approximation methods <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-13">
     <a href="#ref13">[13]</a>
    </xref>. According to the convergence analysis of the BiG-SAM, they get 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> global convergence rate of in the light of the inner level function. In addition, Yekini et al. combined inertial technique with Big-SAM and proposed an inertial BiG-SAM algorithm, more details see in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-14">
     [14]
    </xref>.</p>
   <p>In this paper, we consider a more general composite convex function as the inner objective function of the bi-level optimization problem. It is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (P2)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> is a continuously differentiable function with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>-Lipschitz continuous gradient, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> is a real-valued and convex and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> is an extended valued function. It is rich enough to cover many interesting generic optimization models by appropriate choices of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. For more details about the assumption of the functions we will give in the following Section 2. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is the unique optimal solution of problem (OP).</p>
   <p>This paper is organized as follows. In Section 2, we use smooth technique partially smooth inner level problem (P2), construct the inner objective function (Q) and give some useful lemmas for the convergence rate analysis. In Section 3, we introduce a new BiG-SAM algorithm for solving the bi-level optimization problem with outer level (OP). In Section 4, we investigate the convergence rate of BiG-SAM for non-smooth version of bi-level optimization problem.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>2. Motivation and Construction</title>
   <p>In this section, we will present the motivation and the process of our algorithm design, as well as the useful lemma. Recall the bi-level optimization problem, where the outer level is problem (OP), the inner level is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (P2)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> are satisfy the following Assumption.</p>
   <p>Assumption I:</p>
   <p>i) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a convex and continuous differentiable function, it has a Lipschitz continuous gradient with constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, i.e.,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>ii) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-smoothable function, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. It is that for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denotes a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>-smooth approximation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> with parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>iii) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a proper, lower semicontinuous and convex function.</p>
   <p>iv) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       H 
     </mi> 
    </math> has bounded level sets. Specifically, for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        for 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        any 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        satisfying 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>v) Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> be the optimal set of problem (P2), and it is nonempty. Set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          opt 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as the optimal value of the problem (P2).</p>
   <p>Definition 2.1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-15">
     [15]
    </xref> A convex function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is called 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-smoothable, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> if for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, there exists a convex differentiable function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> such that the following holds:</p>
   <p>a) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>b) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>-smooth.</p>
   <p>The function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is called a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>-smooth approximation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> with parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>According to the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math>, combined with the Definition 2.1, we can smooth 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> as a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        / 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>-smooth function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Then, problem (P2) becomes into</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <munder> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ︸ 
          </mo> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>For convenience, we write the above composite minimization problem as the following form,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (Q)</p>
   <p>Remark 2.1. Here, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be the optimal solution set of problem (Q), which is non-empty and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        ⊆ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. When 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is small enough, the optimal solution set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is equal to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. This implies that when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> is small enough, the optimal solution of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> over 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is equivalent to the optimal solution of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> over 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, i.e.,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            P 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Observe that problem (P2) is a non-smooth composite function, involving two non-smooth functions. A common methodology for solving non-smooth optimization problems is to replace the original problem by a sequence of approximating smooth problems, and then using direct and classical methods <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-16">
     [16]
    </xref> to solve. The main idea is to transform the nondifferentiable problem into a smooth problem, there are many different smoothing approaches to various classes of non-smooth optimization problem, see in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-17">
     [17]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-19">
     [19]
    </xref>. Motivated by the work of Beck et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-15">
     [15]
    </xref>, we consider to partially smooth the inner objective function (P2) and transform it into a classical structure of convex optimization problem. The motivation of this approach is twofold. Firstly, according to the design and algorithmic analysis of the related schemes, it comes from the classical composite optimization problem formula, like (P1) where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> is smooth and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> is nonsmooth, can be solved by gradient-based algorithms, <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-20">
     [20]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-21">
     [21]
    </xref>. Second, in many applications <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-22">
     [22]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-23">
     [23]
    </xref>, one of the non-smooth terms in (Q), plays a key role in describing a desirable property of the decision variable 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>. If we smooth all non-smooth functions in (P2), it will destroy the property of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>.</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>-smooth, it has 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>-Lipschitz continuous gradient 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Due to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       f 
     </mi> 
    </math> is also have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>-Lipschitz continuous gradient, it implies the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a continuous differentiable convex function, the Lipschitz constant of the gradient is equal to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, problem (Q) can be solved by the classical proximal gradient (PG) method or proximal forward-backward method, the iteration is as follow:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mtext>
          prox 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℕ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.1)</p>
   <p>where the stepsize is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> is a proper, lower semicontinuous and convex function, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mtext>
          prox 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is called Moreau Proximal Mapping, which is defined as follow:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mtext>
          prox 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          arg 
        </mi> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.2)</p>
   <p>In addition, the PG method (1) can be regarded as a fixed-point algorithm, it can be formulated as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mtext>
          prox 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.3)</p>
   <p>it is called the prox-grad mapping (proximal-gradient mapping). Denote 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Fix 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, it is the fixed point set of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. From <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-24">
     [24]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-22">
     [22]
    </xref>, we have the following two crucial properties.</p>
   <p>Lemma 2.1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     <a href="#ref12">[12]</a>
    </xref></p>
   <p>i) The prox-grad mapping 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is nonexpansive for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, that is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (2.4)</p>
   <p>ii) Fixed points of the prox-grad mapping 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are optimal solutions of problem (Q) and the reverse is also true, i.e.,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ⇔ 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mtext>
          prox 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (2.5)</p>
   <p>Therefore, we have that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Fix 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Now, we give a key proposition, which is a significant result in convergence rate analysis. Indeed, we consider the following quadratic approximation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
     </mstyle> 
    </math>, it is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which admits a unique minimizer</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        arg 
      </mi> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          : 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>It implies that we have,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          arg 
        </mi> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>From the characterize of the optimality of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have the following lemma.</p>
   <p>Lemma 2.2. For any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, one has 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> if and only if there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mo>
        ∂ 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the subdifferential of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (2.6)</p>
   <p>Then we have the following proposition.</p>
   <p>Proposition 2.1. Suppose that Assumption I holds true. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and denote 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.7)</p>
   <p>Then, for any 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             / 
           </mo> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.8)</p>
   <p>Proof. From (2.7), we have,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.9)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       g 
     </mi> 
    </math> are convex, it implies</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is defined from lemma 2.2. Now, Summing the above inequalities together, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (2.10)</p>
   <p>On the other hand, from the definition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (2.11)</p>
   <p>Now, combine (9) with (10) and (11), it follows that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                y 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           〈 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           〉 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where the first equality is getting from we used (6). Thus, we complete the proof.</p>
   <p>□</p>
   <p>Now, we turn to discuss the details of outer level problem (OP). Recall the formulation of (OP), it is a convex constraint optimization, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the optimal solution set of problem (Q). In general, we suppose that outer objective function (OP) satisfies the following assumptions.</p>
   <p>Assumption II.</p>
   <p>i) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       σ 
     </mi> 
    </math>-strongly convex, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>ii) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> is a continuously differentiable function such that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is Lipschitz continuous with constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Due to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> is differential, we can use the gradient descent method solving the outer level problem (OP). Nevertheless, not all the outer function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> satisfies Assumption II (ii), that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> is nonsmooth. So, we assume 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> satisfies the following property.</p>
   <p>Assumption III: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is strong convex with parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>-Lipschitz continuous.</p>
   <p>In this case, we can depend on the Moreau envelop of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> and solve the outer level problem, which is denoted by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the formula is as follow:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.12)</p>
   <p>It is well-known that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is continuously differentiable on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> with an 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-Lipschitz continuous gradient, which is given by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mrow> 
          <mtext>
            prox 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.13)</p>
   <p>Additionaly, the Moreau envelope has another useful property, that is:</p>
   <p>Lemma 2.3. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     <a href="#ref12">[12]</a>
    </xref> Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be a strongly convex function with strong convexity parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       σ 
     </mi> 
    </math> and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then, the Moreau envelope 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is strongly convex with parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Definition 2.2. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     <a href="#ref12">[12]</a>
    </xref> A mapping 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is said to be 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       η 
     </mi> 
    </math>-contraction if there exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>When 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> satisfies Assumption II, the following result is crucial for our derivations.</p>
   <p>Lemma 2.4. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     <a href="#ref12">[12]</a>
    </xref> Suppose that Assumption II holds and let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       I 
     </mi> 
    </math> is a identity operator. Then, the mapping 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        I 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a contractive operator, for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, that is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ‖ 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (2.14)</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>3. BiG-SAM Algorithm for Smooth Bi-Level Optimization</title>
   <p>In this section, we will introduce a new BiG-SAM algorithm for solving bi-level optimization. Firstly, we similarly construct a general framwork for the bi-level problem, consisting of inner problem (Q).</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>3.1. The General Framework</title>
    <p>Motivated by Sabach et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      <a href="#ref12">[12]</a>
     </xref>, our approach is also to use the Sequential Averaging Method (SAM), in which we can handle the fixed point problem, proposed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-13">
      [13]
     </xref>. Right now, we will analyse how to use it for solving the bi-level optimization problems, which is made up of problem (OP) and (Q). The sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> generated by SAM algorithm, converges to a solution of the fixed-point problem <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-13">
      <a href="#ref13">[13]</a>
     </xref>. The iteration is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a carefully chosen sequence in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The above algorithm, designed in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-13">
      [13]
     </xref>, is to find a fixed-point of a nonexpansive operator 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math>, i.e. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. This point also satisfies a variational inequality:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          〈 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          〉 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.1)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        S 
      </mi> 
     </math> is a contraction mapping. Here, it means that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is the “better” fixed-point in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> satisfies the following assumption.</p>
    <p>Assumption IV. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a sequence of real numbers in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> which satisfies 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mi>
           lim 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>It should be noted that Assumption IV holds true for several choices of sequences 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> which include, for example, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> for any choice of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The following lemma summarizes the key results on SAM, as established in (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-13">
      [13]
     </xref>, Theorem 3.2), which serve as the foundation for this paper.</p>
    <p>Lemma 3.1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      [12]
     </xref> Assume that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is a 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math>-contraction and that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is nonexpansive mapping, for which 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be the sequence generated by SAM. If Assumption IV holds true, then the following assertions are valid.</p>
    <p>i) The sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is bounded, in particular, for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> we have, for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         max 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.2)</p>
    <p>Moreover, for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, we also have that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
       </msub> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>ii) The sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> converges to some 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>iii) The limit point 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, which the existence is ensured by (ii), satisfies the following variational inequality</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          〈 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          〉 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.3)</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>3.2. SAM for Smooth Bi-Level Optimization Problem</title>
    <p>From the Section 2, we know that the inner level optimization problem (P2) can be smoothed as problem (Q), it has a same structure of the inner level optimization problem in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      [12]
     </xref>. Inspired by the works of <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      [12]
     </xref>, we can match the outer problem (OP) and the inner problem (Q) with mapping 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        S 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math>, respectively. Here, we know that,</p>
    <p>i) The mapping 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> and its fixed-point set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are related to problem (Q) with the composite function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and the optimal solution set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>ii) The mapping 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        S 
      </mi> 
     </math> is related to problem (OP) and the outer objective function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ω 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>Thus, we set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> as the prox-grad mapping defined in (2.3), that is, for some 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mi>
                μ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mtext>
           prox 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.4)</p>
    <p>According to Lemma 2.1 and based on the Assumption I, it implies that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> is nonexpansive and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. Then, from Lemma 2.4 and Assumption II, we can construct the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math>-contraction mapping 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        S 
      </mi> 
     </math> as follow:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.5)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and the contraction parameter is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
             <msub> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
              <mi>
                ω 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  ω 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 σ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Similarly, we use the Sequential Averaging Method (SAM) to design a new BiG-SAM algorithm for solving the bi-level optimization problems(Q) and (OP). The iteration is as follow.</p>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td aleft" width="129.33%"><p style="text-align:left">New Bi-level Gradient SAM (BiG-SAM)</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td aleft" width="129.33%"><p style="text-align:left">Input: 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mo>
                   / 
                 </mo> 
                 <mi>
                   μ 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   ω 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </math>, and 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               { 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               } 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              ∈ 
            </mo> 
            <mi>
              ℕ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math> satisfying Assumption IV.</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="129.33%"><p style="text-align:left">Initialization: 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            ∈ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ℝ 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </math>.</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="aleft" width="129.33%"><p style="text-align:left">General Step ( 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </math>): </p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td aleft" width="129.33%"><p style="text-align:left"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mtext>
              prox 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mo>
              ∇ 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </msub> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mstyle> 
               <mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mrow> 
        </math> (3.6)</p><p style="text-align:left"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ∇ 
          </mo> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mrow> 
        </math> (3.7)</p><p style="text-align:left"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
         </mrow> 
        </math> (3.8)</p></td> 
     </tr> 
    </table>
    <p>Due to the new BiG-SAM algorithm is similar to the works in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      [12]
     </xref>, we can get the similar convergence result.</p>
    <p>Lemma 3.2. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be a sequence generated by the new BiG-SAM. Suppose that Assumptions I, II and IV hold true. Then, the sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> converges to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          * 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> which satisfies</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          〈 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          〉 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ∀ 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.9)</p>
    <p>and therefore, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is the optimal solution of problem (OP).</p>
    <p>The proof of lemma 3.2 is similar to the proof Proposition 5 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      [12]
     </xref>.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_3">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>3.3. The Global Convergence Rate of BiG-SAM</title>
    <p>In this section, we first prove a technical result on the convergence rate of the gap between successive SAM iterations for fixed-point problems, as described in Section 3.1. Then, we use this to derive our main result: a convergence rate for BiG-SAM in terms of the values of the inner objective function.</p>
    <p>We first present a technical lemma which will assist us in the rate of convergence proof.</p>
    <p>Lemma 3.3. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      [12]
     </xref> Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Assume that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a sequence of nonnegative real numbers which satisfy 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            b 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a sequence which is defined by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         min 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is a sequence of real numbers such that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Then, the sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              a 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> satisfies</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ⌊ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⌋ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>For simplicity, we denote 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. The convergence analysis rate is divided into two parts, which ultimately lead to the main conclusions of Theorem 3.1 and Theorem 3.2. Lemma 3.4 provides useful inequalities, while Proposition 3.1 shows that by choosing an appropriate sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, the distance between successive elements of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is bounded by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and the sequence converges to a fixed-point of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        T 
      </mi> 
     </math> at the same rate.</p>
    <p>Lemma 3.4. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
      [12]
     </xref> Assume that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is a 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        η 
      </mi> 
     </math>-contraction and that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is nonexpansive mapping, for which 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≠ 
       </mo> 
       <mo>
         ∅ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be sequences generated by SAM. Then, for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, defining 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> the following inequalities hold true</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.10)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.11)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.12)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.13)</p>
    <p>Now, we prove the convergence rate of the sequence 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is generated by SAM and the averaging parameters 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, are chosen as follows.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         min 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.14)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. For simplicity, we prove our results under the assumption that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. It is important to note that all the following results remain valid for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        γ 
      </mi> 
     </math> chosen from the interval 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proposition 3.1. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be sequences generated by SAM where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is defined by (3.14). Then, for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the two sequences 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> converge to 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mn>
        0 
      </mn> 
     </math>, and the rates of convergence are given by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.15)</p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.16)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is defined in (3.2), and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ⌊ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⌋ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proof. From the definitions of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, we directly obtain:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.17)</p>
    <p>where the second inequality follows from (3.10) and (3.11). Now, let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
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               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
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           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
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          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
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       <mtr> 
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         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
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            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
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          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <mrow> 
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            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           η 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.18)</p>
    <p>where the second inequality follows from (3.12) and (3.13), as well as the definition of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mstyle> 
     </math>, and the last inequality follows from Lemma 3.1(i). Additionally, we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (3.19)</p>
    <p>where the second inequality follows from Lemma 3.1(i). Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Then, it means that (3.17) is equal to</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              b 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Note that, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and combine it with (3.18), we know that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Now, set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. According to Lemma 3.3, we know that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>it means that we have (3.15). Then the convergence rate for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ‖ 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is derived from the following arguments. Recall that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, then</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mstyle> 
           </msub> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mover accent="true"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ˜ 
              </mo> 
             </mover> 
            </mstyle> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where the second inequality is due to the previous result as well as (3.18).</p>
    <p>□</p>
    <p>It is no hard to see from (3.16) that the sequence generated by BiG-SAM algorithm converges to an optimal solution of the inner problem (Q) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         O 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. In the following, we will discuss the convergence an important result that is the convergence of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Why not discuss the convergence of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> directly? Because of the domain of the function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> may not be feasible for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. However, due to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is lower semicontinuous, we know that proving convergence of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 y 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to the optimal value also means the convergence of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              H 
            </mi> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to the same value. The global convergence rate result is as follow.</p>
    <p>Theorem 3.1. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be sequences generated by BiG-SAM. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be defined by (3.14). Then, for all 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℕ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, we have that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         max 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ⌊ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⌋ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proof. From Proposition 2.1 we have, for any step-size 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, that the following inequality that holds true,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          〈 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          〉 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.20)</p>
    <p>For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msubsup> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         Fix 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, from Lemma 3.1(i) and Lemma 3.1, we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          〈 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          〉 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.21)</p>
    <p>Substituting (3.21) into (3.20), we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.22)</p>
    <p>We complete the proof.</p>
    <p>□</p>
    <p>Now, we will show the complexity result of BiG-SAM algorithm.</p>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>Theorem 3.2. Suppose that Assumption I holds. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for some fixed 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mi>
           ℕ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> be generated by BiG-SAM algorithm with smoothing parameter</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Then for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        n 
      </mi> 
     </math> satisfying</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msup> 
          <mtext>
            Γ 
          </mtext> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Γ 
       </mtext> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         max 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ⌊ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⌋ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, it holds that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Proof. Using the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>-smooth approximation property of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> with parameters 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, it follows that for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.23)</p>
    <p>In particular, the following two inequalities hold:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           opt 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         and 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.24)</p>
    <p>In which, combined with (3.22) and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, it yields</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mtext>
             opt 
           </mtext> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               y 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            H 
          </mi> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mstyle> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   o 
                 </mi> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mtext>
                  * 
                </mtext> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 J 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
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              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
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               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
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          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mstyle> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   o 
                 </mi> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mtext>
                  * 
                </mtext> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 J 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 η 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         max 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ⌊ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⌋ 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, for a given 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, it holds that for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           opt 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.25)</p>
    <p>Minimizing the right-hand side w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        μ 
      </mi> 
     </math>, we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> (3.26)</p>
    <p>Plugging (3.26) into (3.25), it implies that for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           opt 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Thus, to make sure that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> is an 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math>-optimal solution for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, it is enough that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        N 
      </mi> 
     </math> will satisfy</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Setting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               p 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mtext>
              * 
            </mtext> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, the above inequality reduces to</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>which, by the fact that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, is equivalent to</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            L 
          </mi> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>We conclude that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        N 
      </mi> 
     </math> should satisfy</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>In particular, if we choose</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 β 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
                <mi>
                  f 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 ε 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        μ 
      </mi> 
     </math> according to (3.26), meaning that</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <msubsup> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 o 
               </mi> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>then for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, it holds that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           opt 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. By (3.23) and (3.24),</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           opt 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>which along with the inequality</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mfrac> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mi>
             β 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>implies that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, and hence, by Assumption I (iv), it follows that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ‖ 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ϵ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>. Therefore, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mtext>
         max 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             η 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               I 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         Γ 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>. Consequently,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mstyle> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   o 
                 </mi> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mtext>
                  * 
                </mtext> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 J 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mi>
                    f 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msubsup> 
              <mi>
                C 
              </mi> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mstyle> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   o 
                 </mi> 
                 <mi>
                   p 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mtext>
                  * 
                </mtext> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 J 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mi>
                    f 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msup> 
            <mtext>
              Γ 
            </mtext> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   α 
                 </mi> 
                 <mi>
                   β 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msqrt> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                  <mi>
                    f 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mi>
                   ε 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msqrt> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≡ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>The second inequality follows from the fact that for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, it holds that 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </msqrt> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math>. Consequently, for any 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, we have 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           opt 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, thus establishing the desired result.</p>
    <p>□</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>4. BiG-SAM for Nonsmooth Bi-level Optimization Problems</title>
   <p>In this section, we adopt the problem (OP) described in Section 2, where the objective function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> does not necessarily satisfy Assumption II, which satisfies the Assumption III.</p>
   <p>Note that, BiG-SAM cannot be directly applied to bi-level problems with Assumption III. However, we can handle this case indirectly. From the strong convexity of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math>, we can smooth 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> by the Moreau envelope 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Recall the properties of Moreau envelope in Section 2, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is continuously differentiable, with a 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>-Lipschitz continuous gradient, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and is strongly convex (see Lemma 2.3). Thus, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> satisfies Assumption II, it maked BiG-SAM algorithm applicable. In this case, step (3.7) can be simplified as follow:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mtext>
              prox 
            </mtext> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mi>
              ω 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mtext>
           prox 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (4.1)</p>
   <p>where the second equality follows from (2.13). This implies that computing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>) requires evaluating the proximal mapping of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>Remark 1. Note that the proximal mapping of a strongly convex function is a contraction (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     [12]
    </xref>, Lemma 6), making the theory in Section 3.1 applicable here. A direct consequence of Lemma 3.2 applies to the mappings:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mtext>
          prox 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
             <mi>
               f 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               / 
             </mo> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Lemma 4.1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     [12]
    </xref> Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be a sequence generated by BiG-SAM. Under Assumptions I, III and IV, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the sequence 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> converges to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> satisfies:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4.2)</p>
   <p>Thus, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is the optimal solution of the problem (OP) with respect to the Moreau envelope 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, i.e.,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          arg 
        </mi> 
        <mi>
          min 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mtext>
         * 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the set of optimal solutions of problem (Q).</p>
   <p>Smoothing the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> seems to not affect the convergence rate, which is based on the inner function. From the works in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     [12]
    </xref>, we know that the convergence rate depends on the contraction parameter 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       η 
     </mi> 
    </math>. We have the following result from (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-12">
     [12]
    </xref>, Lemma 6),</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> be the required uniform accuracy in terms of the outer objective function, that is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (4.3)</p>
   <p>where it should be noted that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Now, we aim to determine the number of iterations 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> required to achieve an 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ε 
     </mi> 
    </math>-optimal solution for the inner problem, that is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <msup> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>while keeping the uniform accuracy as given in (4.3). This means that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> depends on both 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ε 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       δ 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>Proposition 4.1. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for some fixed 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mi>
          ℕ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be a sequence generated by BiG-SAM and suppose that Assumptions I, III and IV hold true. In addition, suppose that the smoothing parameter is chosen by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mfrac> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then, (4.3) holds true and for</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             ℓ 
           </mi> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msup> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Γ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        max 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, it holds that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>-Lipschitz continuous (see Assumption III) it follows that the norms of the subgradients of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> are bounded from above by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℓ 
       </mi> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Thus, from (<xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-15">
     [15]
    </xref>, Lemma 4.2) it follows, for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Therefore, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℕ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Using the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>-smooth approximation property of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with parameters 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, it follows that for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         y 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4.4)</p>
   <p>In particular, the following two inequalities hold:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          opt 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        and 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
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         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
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        μ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4.5)</p>
   <p>which, combined with (3.22), yields</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
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          H 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
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            opt 
          </mtext> 
         </mrow> 
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        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msub> 
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           ( 
         </mo> 
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         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
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          β 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
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         </mi> 
        </msub> 
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           ( 
         </mo> 
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              o 
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              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
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       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mfrac> 
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            2 
          </mn> 
          <msubsup> 
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             C 
           </mi> 
           <mrow> 
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             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
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                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
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           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
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             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
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             </mstyle> 
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              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msubsup> 
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           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
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            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
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              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
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            </mn> 
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              α 
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            <msubsup> 
             <mi>
               C 
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             <mrow> 
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                  x 
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               </mstyle> 
               <mrow> 
                <mi>
                  o 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
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                 * 
               </mtext> 
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               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                η 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </msub> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <msubsup> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mstyle> 
               <mrow> 
                <mi>
                  o 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                η 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        max 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ⌊ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⌋ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, for a given 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, it holds that for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          opt 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              o 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4.6)</p>
   <p>Minimizing the right-hand side w.r.t. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math>, we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math> (4.7)</p>
   <p>Plugging the above expression into (4.6), we conclude that for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          opt 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              o 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus, to guarantee that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          y 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is an 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ε 
     </mi> 
    </math>-optimal solution for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, it is enough that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> will satisfy</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              o 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Denoting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msubsup> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mrow> 
            <mi>
              o 
            </mi> 
            <mi>
              p 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mtext>
             * 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            J 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, the above inequality reduces to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which, by the fact that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, is equivalent to</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mo>
             ′ 
           </mo> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>We conclude that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <msup> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        ′ 
      </mo> 
     </msup> 
    </math> should satisfy</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>In particular, if we choose</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msqrt> 
             <mrow> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msqrt> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (4.8)</p>
   <p>Now, substituting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ⌊ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⌋ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℓ 
         </mi> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> into equation (4.8), we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          ≡ 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <msubsup> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
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                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mstyle> 
               <mrow> 
                <mi>
                  o 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                J 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                </mi> 
               </mrow> 
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                + 
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                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
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                 </mi> 
                </msub> 
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                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
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          <msup> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
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              − 
            </mo> 
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            </mi> 
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           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
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            <msubsup> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
                <mi>
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                <mi>
                  o 
                </mi> 
                <mi>
                  p 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mtext>
                 * 
               </mtext> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mn>
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             </mn> 
            </msubsup> 
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               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mfrac> 
               <mn>
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               </mn> 
               <mrow> 
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                  − 
                </mo> 
                <mi>
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                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
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              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
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                </mi> 
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               </mrow> 
              </msqrt> 
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                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
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                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
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              − 
            </mo> 
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            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
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          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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               <mrow> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
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                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
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                + 
              </mo> 
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                  α 
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                <mi>
                  β 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                1 
              </mn> 
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                − 
              </mo> 
              <mi>
                η 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msqrt> 
               <mrow> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msqrt> 
               <mrow> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              s 
            </mi> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mi>
                  s 
                </mi> 
                <mi>
                  σ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msqrt> 
               <mrow> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msqrt> 
               <mrow> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ℓ 
             </mi> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ℓ 
             </mi> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       μ 
     </mi> 
    </math> according to (4.7), meaning that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mfrac> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>then for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> it holds that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          opt 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. By (4.4) and (4.5),</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        β 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          opt 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which along with the inequality</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mfrac> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mfrac> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            β 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>implies that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, and hence, by Assumption I (iv), it follows that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mstyle> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          ϵ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mtext>
        max 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        Γ 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>. Consequently,</p>
   <p>
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           N 
         </mi> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
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          = 
        </mo> 
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          </mn> 
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             C 
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             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
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                x 
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                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
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               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
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             2 
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            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
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                  α 
                </mi> 
                <mi>
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                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
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                + 
              </mo> 
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                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  β 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
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           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
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         </mrow> 
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           ( 
         </mo> 
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          </mn> 
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            + 
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           </mrow> 
          </mfrac> 
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            + 
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           <mrow> 
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              4 
            </mn> 
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             </mi> 
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             <mi>
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         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
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      <mtr> 
       <mtd> 
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          ≤ 
        </mo> 
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            4 
          </mn> 
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             C 
           </mi> 
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             <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
              <mi>
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              </mi> 
             </mstyle> 
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              <mi>
                o 
              </mi> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
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            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
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                </mi> 
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                </mi> 
               </mrow> 
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                + 
              </mo> 
              <msqrt> 
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                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
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          </msup> 
         </mrow> 
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          <msup> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mn>
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           </mn> 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
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          </mn> 
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            + 
          </mo> 
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           <mrow> 
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            <mi>
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           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
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               ℓ 
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             <mi>
               ω 
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            <mn>
              4 
            </mn> 
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               σ 
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             <mn>
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             </mn> 
            </msup> 
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             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mfrac> 
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          <mn>
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          </mn> 
          <msup> 
           <mtext>
             Γ 
           </mtext> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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                2 
              </mn> 
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                <mi>
                  α 
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                <mi>
                  β 
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               </mrow> 
              </msqrt> 
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                + 
              </mo> 
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                   L 
                 </mi> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mi>
                  ε 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msqrt> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ℓ 
             </mi> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               ℓ 
             </mi> 
             <mi>
               ω 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <msup> 
             <mi>
               σ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
            <msup> 
             <mi>
               δ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≡ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>The second inequality follows from the fact that for any 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, it holds that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msqrt> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msqrt> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
      </msqrt> 
     </mrow> 
    </math>. The desired result is achieved by selecting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       n 
     </mi> 
    </math> as the upper bound derived above.</p>
   <p>□</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.142263-"></xref>5. Conclusion</title>
   <p>In this paper, we construct a novel bi-level gradient sequential averaging method (BiG-SAM) for solving a more composite convex bi-level optimization problem, where the inner level problem is to find the optimal solution of the sum of three functions, including two non-smooth function and one smoothable. We analyze the convergence rate of the BiG-SAM in two different cases, where the outer objective is smooth or non-smooth, the global convergence rate with respected to inner objective function is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        O 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In the future, we could further explore the convergence rate and complexity analysis of the outer objective function. Additionally, we could design stochastic and parallel variants of BiG-SAM for high-dimensional data or distributed scenarios. This would help reduce computational complexity while ensuring convergence and scalability of both the outer and inner objectives in distributed environments.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>NOTES</title>
   <p>*First author.</p>
   <p><sup>#</sup>Corresponding author.</p>
  </sec>
 </body><back>
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