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    jamp
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    <journal-title>
     Journal of Applied Mathematics and Physics
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    2327-4352
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   <issn publication-format="print">
    2327-4379
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   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jamp.2025.139164
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   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jamp-145532
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Physics 
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     <subject>
       Mathematics
     </subject>
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   <title-group>
    A New Updating Method for the Undamped Vibroacoustic System with No Spill-Over 
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Xiaomin
      </surname>
      <given-names>
       Zhou
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     </name>
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    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Kang
      </surname>
      <given-names>
       Zhao
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematics and Statistics, Changsha University of Science and Technology, Changsha, China
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   <pub-date pub-type="epub">
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     09
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     09
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     2025
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    13
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      8,
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      August
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      2025
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    <date date-type="accepted">
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      September
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    In this paper, we consider the model updating problem of the undamped vibroacoustic system with no spill-over (MUP-UVA), which is to update the original system to a new system such that some “unstable” eigenvalues are replaced by some newly measured ones. Based on the spectral decomposition of the undamped vibroacoustic system, a necessary and sufficient condition is derived such that the updated system can preserve no spill-over, and a set of parametric solutions of MUP-UVA is characterized. Furthermore, a gradient optimization algorithm for the minimum norm solution of MUP-UVA is proposed and the performance of the algorithm is illustrated by several numerical experiments. 
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Undamped Vibroacoustic System
    </kwd> 
    <kwd>
      Model Updating
    </kwd> 
    <kwd>
      No Spill-Over
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>It is well known that the Finite Element Model (FEM) can be used to predict the dynamic characteristics of the engineering structures. In practice, the structural dynamic mathematical models are usually very large and sparse, and only a small number of natural frequencies (eigenvalues) and model shapes (eigenvectors) can be experimentally measured from a realized actual structure. Comparing with the corresponding ones from the FEM of these structures, there may be inconsistencies between these two sets of eigenpairs, i.e., the FEM may be inaccurate. Therefore, the existing FEM should be updated with minimal changes, so that the updated model can accurately predict the dynamic characteristics of the structure. On the other hand, the method of Model Updating (MUP) can also be used to eliminate resonance. As is known, if frequencies of the system excited are the same as or close to the natural frequencies of a certain order, the vibrations of the system may be significantly amplified and resonance occurs, which may cause very large damage. Passive control <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-1">
     [1]
    </xref> and active control <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-2">
     [2]
    </xref> are two classical methods to deal with resonance problems. Active control relies on feedback control through actuators and sensors, while passive control, which is also known as model updating, updates the physical parameters of the original system so that some “unstable” natural frequencies are replaced by newly measured or expected ones. For large structures, there are usually only a few natural frequencies that need to be reassigned, due to the limited number and frequency range of measured coordinates. In order to ensure the stability of the structure, the remaining unmeasured natural frequencies and model shapes should be kept unchanged. In other words, it is required to keep the unchanged eigenvalues and their related eigenvectors unaffected by model updating when the system is adjusted and modified, which is called no spill-over property.</p>
   <p>In the past decades, various techniques for MUP by the measured eigendata have been discussed, for example, Friswell <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-4">
     [4]
    </xref>, Kuo <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-6">
     [6]
    </xref>, Chu <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-7">
     [7]
    </xref> , and Moreno <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-9">
     [9]
    </xref>. The main purpose of MUP is to characterize the coefficient matrices of FEM by some prescribed eigenpairs, and its main challenge is how to preserve the no spill-over property and the structures of system matrices (such as symmetry, positive definiteness and sparsity, and so on) simultaneously. Chu et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-10">
     [10]
    </xref> investigated the spill-over phenomenon in the MUP. They showed that the MUP with no spill-over is possible in undamped models. Mao <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-11">
     [11]
    </xref> considered the MUP with no spill-over where the mass matrix and stiffness matrices are updated simultaneously, and the matrices preserve positive definiteness. For the damped vibration system, Chu provided some sufficient and necessary conditions that the MUP with no spill-over is solvable with mass and stiffness matrices being positive definite. With the spectral decomposition of some matrix polynomials, the solutions of the MUP with no spill-over were characterized for the undamped piezoelectric smart structure system <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-12">
     [12]
    </xref> and the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⋆ 
     </mo> 
    </math>-palindromic quadratic system <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-13">
     [13]
    </xref>. Recently, analytical expressions of structure preserving no spill-over updating were determined for some specific structured matrix pencils, including symmetric, Hermitian, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⋆ 
     </mo> 
    </math>-even and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⋆ 
     </mo> 
    </math>-odd <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-14">
     [14]
    </xref>. They first consider a quadratic inverse eigenvalues problem where the no spill-over property and the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⋆ 
     </mo> 
    </math>-symmetric structures of coefficient matrices are preserved, simultaneously. Therefore, MUP with no spill-over of some structured vibration systems remains a fundamental challenge in the field.</p>
   <p>By the finite element technique, the motion for the structure interacting with the enclosed acoustic medium of the undamped vibroacoustic systems can be expressed as the following differential equation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-15">
     [15]
    </xref></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        M 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
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         v 
       </mi> 
       <mo>
         ¨ 
       </mo> 
      </mover> 
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         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
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        + 
      </mo> 
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        K 
      </mi> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
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      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
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        = 
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       <mo>
         [ 
       </mo> 
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          <mtd> 
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               M 
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             <mi>
               A 
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          <mtd> 
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               C 
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             <mrow> 
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                A 
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                S 
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             </mrow> 
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               M 
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             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
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       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
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          <mtd> 
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             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               A 
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             0 
           </mn> 
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            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
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             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
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         </mtr> 
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       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        x 
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       <mo>
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       </mo> 
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       </mi> 
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       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
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      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
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         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
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             <mi>
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             </mi> 
             <mi>
               A 
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           </mrow> 
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         <mtr columnalign="left"> 
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               x 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
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       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
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        = 
      </mo> 
      <msub> 
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         n 
       </mi> 
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       </mi> 
      </msub> 
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        + 
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       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
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       <mi>
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      </msub> 
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        , 
      </mo> 
      <msub> 
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       </mi> 
       <mi>
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       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
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         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> being symmetric, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. In (1), the finite elements of the structure and the cavity are coupled together, and their dynamic response affects each other, characterized in the acoustic-structural and structural-acoustic coupling matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are referred to as the acoustic and structural mass matrices, while 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are acoustic and structural stiffness matrices. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         e 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, the vibration of the undamped vibroacoustic model (1) can be characterized by eigenvalues and eigenvectors of the following generalized eigenvalue problem</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>As is known, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> is nonsingular, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> has 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       n 
     </mi> 
    </math> eigenvalues. In this paper, we consider the MUP of the undamped vibroacoustic system with no spill-over, which can be stated as follows:</p>
   <p>Problem (MUP-UVA): Given an analytical model 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, a set of its eigenpairs 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, and a set of measured eigenpairs 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, where both 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are closed under complex conjugate, find 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>With the assumption that the structural-acoustic coupling matrix being accurately known, Modak <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-15">
     [15]
    </xref> provided a direct method of updating an undamped vibroacoustic system, in which the symmetry properties of mass matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and stiffness matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are preserved. However, they didn’t consider the spill-over phenomenon. With the spectral decomposition of a structured quadratic asymmetric pencil, Zhao <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-16">
     [16]
    </xref> provided a set of parametric solutions of the MUP with no spill-over for the damped vibroacoustic system. And their method did not need the constraints that the prescribed eigenvectors should span the same subspaces as the original ones. However, these methods cannot be used to solve cases in which the vibroacoustic system has repeated eigenvalues. It is well known that a defective eigenvalue whose geometric multiplicity is less than its algebraic multiplicity, is usually more sensitive to perturbations than a semi-simple eigenvalue. Recently, Guo <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-17">
     [17]
    </xref> considered the robust assignment for the repeated poles. Zhao <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-18">
     [18]
    </xref> provided a sufficient solvable condition for the MUP with no spill-over for the quadratic asymmetric vibration system. To the best of our knowledge, the MUP with no spill-over for the undamped vibroacoustic system remains open in the following three cases: 1) the system has repeated eigenvalues; 2) the prescribed eigenvectors are chosen arbitrarily; and 3) the sufficient and necessary conditions that the updated system preserves no spill-over.</p>
   <p>In this paper, we proposed a new updating method for the undamped vibroacoustic system with no spill-over. The main contributions of this paper are:</p>
   <p>1) A sufficient and necessary condition that the updated undamped vibroacoustic system can preserve no spill-over is provided.</p>
   <p>2) The parametric solutions of MUP-UVA are characterized by the system matrices and some prescribed eigenpairs without the assumptions that all the eigenvalues of original system and the newly measured eigenvalues are simple.</p>
   <p>3) A gradient optimization algorithm for the minimum norm solution of the MUP-UVA is proposed.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Sufficient and Necessary Condition for No Spill-Over</title>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Assume that all distinct eigenvalues of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⋯ 
     </mo> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
       ⋯ 
     </mo> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, each of which has algebraic multiplicity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, i.e., 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≡ 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                l 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> are Jordan canonical forms of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        l 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, respectively, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> is the matrix of right (generalized) eigenvectors corresponding to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       J 
     </mi> 
    </math>. Clearly, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a Jordan pair <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-19">
     [19]
    </xref> of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> is nonsingular and the following matrix equation holds</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(6)</p>
   <p>Partition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       J 
     </mi> 
    </math> as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Λ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> are the representation of the eigenparis 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> which are to be reassigned. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Σ 
         </mtext> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be the real representation of the prescribed eigenpairs 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>With the notations above, the MUP-UVA can be mathematically reformulated as follows: given 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> being nonsingular, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Λ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mtext>
         Σ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, find 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        ℳ 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> such that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mtext>
         Σ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mtext>
         Σ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mtext>
         Σ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(9)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mtext>
         Λ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(10)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        ℳ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>From (6), we can see that (10) can be equivalently rewritten as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
            Δ 
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mtext>
             Λ 
           </mtext> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mtext>
            Δ 
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mtext>
            Δ 
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mtext>
             Λ 
           </mtext> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mtext>
            Δ 
          </mtext> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(11)</p>
   <p>which is the no spill-over property.</p>
   <p>Lemma 1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-20">
     [20]
    </xref> Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be defined by (4) and (5), respectively. Partition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. There exist nonsingular matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> of the form (2) such that (6) holds, if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is nonsingular and there exists a nonsingular matrix 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Γ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi mathvariant="double-struck">
        S 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> satisfying</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Γ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mi>
        Γ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        Γ 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(12)</p>
   <p>And in this case, the matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> can be expressed as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(13)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              T 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(14)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        Γ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(15)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             J 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mtext>
              T 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </msup> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        Γ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <msubsup> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(16)</p>
   <p>and it holds that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 2. Suppose that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> defined by (4) and (5) is a Jordan pair of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mtext>
                   T 
                 </mtext> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   Λ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mtext>
                   T 
                 </mtext> 
                </msubsup> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                 <mtext>
                   T 
                 </mtext> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtable> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   M 
                 </mi> 
                 <mi>
                   A 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   C 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr> 
              <mtd> 
               <mn>
                 0 
               </mn> 
              </mtd> 
              <mtd> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   M 
                 </mi> 
                 <mi>
                   S 
                 </mi> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   X 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </msub> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(17)</p>
   <p>Then the MUP-UVA can avoid spill-over, i.e., (11) is satisfied if and only if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        ℳ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> jointly satisfy the following matrix equation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <mi>
          ℳ 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <mi mathvariant="script">
          K 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        ℋ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(18)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℋ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msub> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(19)</p>
   <p>with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. (Necessity) Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a Jordan pair of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mi>
        J 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        K 
      </mi> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is nonsingular. It follows from Lemma 1 that there exists a nonsingular matrix 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Γ 
      </mtext> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi mathvariant="double-struck">
        S 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> such that (12)-(16) hold. Since</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, the matrix 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtext>
       Γ 
     </mtext> 
    </math> must be of block diagonal form 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Γ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        diag 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mtext>
           Γ 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, which satisfy</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(20)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given by (17). Substituting the partitions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       J 
     </mi> 
    </math> given by (7) into (13) and (14), we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(21)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(22)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(23)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(24)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(25)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(26)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(27)</p>
   <p>Pre-multiplying (26) and (21) by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, respectively, we can get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(28)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Pre-multiplying (23) and (25) by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, respectively, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(29)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Similarly, Pre-multiplying (22) and (24) by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, respectively, we can obtain that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(30)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Transposing both sides of Equations (21), (27) and pre-multiplying by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, respectively, we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(31)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         H 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. It is easy to verify that (28)-(31) can be rewritten as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               H 
             </mi> 
             <mn>
               3 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               H 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               H 
             </mi> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               H 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(32)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
        <msub> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Obviously, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> since (11) holds. It follows from (32) that (18) is satisfied.</p>
   <p>(Sufficiency.) Suppose that (18) holds. We can see from (32) that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mi>
        B 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and it follows from the Sylvester’s rank inequality that</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(33)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              Λ 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Λ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Γ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are nonsingular, it follows from (20) that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                T 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(34)</p>
   <p>It is easy to see from (33) that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which implies that (11) holds.</p>
   <p>Substituting (21)-(27) into (19) we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℋ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mtext>
                T 
              </mtext> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(35)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       X 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
            <mtext>
              Λ 
            </mtext> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are nonsingular, which implies that the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> matrix 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mtext>
               Λ 
             </mtext> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> matrix 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                A 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mtext>
               Λ 
             </mtext> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               X 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are all of full column rank. We can see from (20) that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Γ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is nonsingular. It follows from (35) that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Solvability of the MUP-UVA</title>
   <p>From the definitions of the matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        ℳ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, it is easy to verify that (18) is equivalent to the following two equations</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(36)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(37)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is composed of the first and third columns of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℋ 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is composed of the second and fourth columns of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℋ 
     </mi> 
    </math>. Without loss of generality, we assume that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ℋ 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        rank 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ℋ 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. By Theorem 2, we have 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Let the QR decompositions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> be given by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <msup> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(38)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> are orthogonal matrices with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> are of full row rank. Next, we characterize the parametric solutions of the MUP-UVA in terms of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Y 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 3. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> be defined by (7), and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be the real representation of the prescribed eigenpairs 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           { 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           } 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>. Suppose that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        min 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Partition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            21 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            22 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            21 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            22 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. If the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        p 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> matrices</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Σ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(39)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mi>
               Σ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr> 
          <mtd> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(40)</p>
   <p>are nonsingular, then the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        ℳ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi mathvariant="script">
        K 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> defined by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(41)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(42)</p>
   <p>are real and solve the MUP-UVA. And in this case, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Y 
     </mi> 
    </math> is the matrix of eigenvectors corresponding to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Σ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        Q 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(43)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. It follows from (36) that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mtd> 
         </mtr> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(44)</p>
   <p>which indicates that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Furthermore,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(45)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> can be further determined that (8) is satisfied. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            21 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            22 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          21 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. we set 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          21 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Form the partition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we can see from (45) that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(46)</p>
   <p>Substituting (46) into (8) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(47)</p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is nonsingular, it follows from (47) that (41) is satisfied. Similarly, by the QR decomposition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we can prove that (42) holds.</p>
   <p>In practice, we tend to seek the minimum norm solution which can be obtained by the following problem:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          min 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ℝ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mi mathvariant="script">
        J 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(48)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mtext>
              Δ 
            </mtext> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Clearly, this is an unconstrained optimization problem which can also be solved by the MATLAB function fminunc. Next, we provide the gradient formula of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       J 
     </mi> 
    </math> with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Y 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>Theorem 4. Suppose that the QR decompositions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given by (38). Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> being defined by (39). Partition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            31 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            32 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          31 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          32 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(49)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            31 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           Q 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            32 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(50)</p>
   <p>Then the gradient 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Y 
     </mi> 
    </math> is given by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        V 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(51)</p>
   <p>Proof. From (41), we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          Δ 
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              × 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <msub> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(52)</p>
   <p>Recall that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Q 
     </mi> 
    </math> is an 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msub> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> orthogonal matrix, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> can be rewritten as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(53)</p>
   <p>Now, we establish the gradient 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ▽ 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Taking the differential of both sides of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(54)</p>
   <p>Again, taking the differential of both sides of</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(55)</p>
   <p>Note that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is nonsingular, then we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(56)</p>
   <p>From (56), we have</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
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               <mi>
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               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                Δ 
              </mi> 
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                 Y 
               </mi> 
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                 A 
               </mi> 
              </msub> 
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               <mi>
                 Σ 
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               <mn>
                 1 
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              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                Δ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mi>
                  S 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mi>
                Δ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 Σ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               Z 
             </mi> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                Δ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 Σ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <mi>
                Δ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  A 
                </mi> 
                <mi>
                  S 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mi>
                Δ 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 Y 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 Σ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mi>
              Δ 
            </mi> 
            <msub> 
             <mi>
               Z 
             </mi> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msub> 
             <mi>
               Σ 
             </mi> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </msub> 
            <msubsup> 
             <mi>
               Z 
             </mi> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mi>
               T 
             </mi> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               M 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <msubsup> 
             <mi>
               Z 
             </mi> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
            <msup> 
             <mi>
               D 
             </mi> 
             <mtext>
               T 
             </mtext> 
            </msup> 
            <msub> 
             <mi>
               K 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <msubsup> 
           <mi>
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <msub> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <mi>
            Y 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <msup> 
           <mi>
             D 
           </mi> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msup> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Z 
           </mi> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(57)</p>
   <p>We now show that the second term of (57) can also be expressed in terms of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Substituting the partition of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> into 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> defined by (39), we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          31 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mtext>
         Σ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          32 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(58)</p>
   <p>It follows that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          31 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         Σ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          32 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(59)</p>
   <p>which implies that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              31 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
          <msub> 
           <mi>
             Σ 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             Q 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              32 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mi>
            Δ 
          </mi> 
          <msub> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(60)</p>
   <p>From (57) and (60), we can obtain that</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(61)</p>
   <p>Similar to the proof of (61), the term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> in (54) can be express by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> as:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mtext>
             T 
           </mtext> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(62)</p>
   <p>Substituting (54) and (61) into (62) gives</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         〈 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          V 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         〉 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which implies that the gradient of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given by (51). <img height="20px" src="https://html.scirp.org/file/1724294-rId557.jpeg?20250911032234" /></p>
   <p>Similar to the proof of Theorem 4, we can prove the following theorem.</p>
   <p>Theorem 5. Suppose that the QR decompositions of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℋ 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is given by (38). Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Z 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> being defined by (40). Partition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          22 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            31 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            32 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          31 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          32 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          × 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
         T 
       </mtext> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           K 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           Σ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            31 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           Z 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msup> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mtext>
           T 
         </mtext> 
        </msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            32 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
          <mo>
            × 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then the gradient 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> with respect to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Y 
     </mi> 
    </math> is given by</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi mathvariant="script">
         J 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Numerical Examples</title>
   <p>In this section, we give some numerical examples to verify the performance of <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-#a1">
     Algorithm 1
    </xref>. All calculations were carried out using MATLAB R2023b. We compute the relative residuals of the updated system 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Algorithm 1. Finding the minimum solution of the MUP-UVA.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   R
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   e
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   s
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   .
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   U
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mrow> 
    
          <msub> 
     
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                Y 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 Σ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mo>
                 ˜ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                Y 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
     
           <mi>
             F 
           </mi> 
    
          </msub> 
   
         </mrow> 
   
         <mrow> 
    
          <mrow>
     
           <mo>
             ( 
           </mo> 
     
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  M 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   Σ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  K 
                </mi> 
                <mo>
                  ˜ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
     
           <mo>
             ) 
           </mo>
    
          </mrow>
    
          <msub> 
     
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mi>
               Y 
             </mi> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
     
           <mi>
             F 
           </mi> 
    
          </msub> 
   
         </mrow> 
  
        </mfrac> 
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
 
       </mrow>

      </math>(63)and the relative residuals of the original system 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mo>
    
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   R
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   e
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   s
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   .
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    O
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    k
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> as
      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   R
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   e
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   s
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   .
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mrow> 
    
          <msub> 
     
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                M 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 Λ 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                K 
              </mi> 
              <msub> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
     
           <mi>
             F 
           </mi> 
    
          </msub> 
   
         </mrow> 
   
         <mrow> 
    
          <mrow>
     
           <mo>
             ( 
           </mo> 
     
           <mrow> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
            </msub> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   Λ 
                 </mi> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msub> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <msub> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mi>
               F 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
     
           <mo>
             ) 
           </mo>
    
          </mrow>
    
          <msub> 
     
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 X 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
     
           <mi>
             F 
           </mi> 
    
          </msub> 
   
         </mrow> 
  
        </mfrac> 
  
        <mo>
         
   .
  
        </mo>
 
       </mrow>

      </math>(64)Example 1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-15">
       [15]
      </xref> In this example, we consider an undamped vibroacoustic system which is modified from a finite element model of a three-dimensional rectangular-box cavity backed by a flexible plate with 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    n
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    A
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   336
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    n
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    S
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   60
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>. In the raw data, the stiffness matrix 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    K
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    A
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> is singular, and the magnitude of the elements in the acoustic and structural matrices vary greatly. Those in the acoustic mass matrix 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    M
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    A
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> is of order 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>, while those in the structural mass matrix 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    M
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    S
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> is of orders 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              5 
            </mn> 
           </mrow> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math> to 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. Those in the acoustic stiffness matrix 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    K
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    A
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> is of order 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>, while in the structural stiffness matrix 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    K
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    S
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> is of order 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mn>
             5 
           </mn> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. And those in the acoustic-structural coupling matrix 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    C
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     A
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     S
    
          </mi>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> is of order 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              5 
            </mn> 
           </mrow> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. Therefore, the eigenvalues of 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   P
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math> in (3) are of order 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mn>
             9 
           </mn> 
    
          </msup> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. So we choose 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    n
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    A
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   335
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math> and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    n
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    S
   
         </mi> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   60
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math> and balance these matrices by setting
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mover accent="true"> 
   
         <mi>
          
    M
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    ^
   
         </mo> 
  
        </mover> 
  
        <mo>
         
   :
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <msup> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     10
    
          </mn>
   
         </mrow> 
   
         <mn>
          
    8
   
         </mn> 
  
        </msup> 
  
        <mi>
         
   M
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   ×
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   T
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mtext>
         
    
  
        </mtext>
  
        <mover accent="true"> 
   
         <mi>
          
    K
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    ^
   
         </mo> 
  
        </mover> 
  
        <mo>
         
   :
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   K
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   ×
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   T
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
 
       </mrow> 

      </math>and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   λ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   :
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <msup> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     10
    
          </mn>
   
         </mrow> 
   
         <mrow> 
    
          <mo>
           
     −
    
          </mo>
    
          <mn>
           
     8
    
          </mn>
   
         </mrow> 
  
        </msup> 
  
        <mi>
         
   λ
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math>, where 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   T
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mtext>
         
   diag
  
        </mtext>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mn>
             2 
           </mn> 
    
          </msup> 
    
          <msub> 
     
           <mi>
             I 
           </mi> 
     
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
    
          </msub> 
    
          <mo>
           
     ,
    
          </mo>
    
          <msup> 
     
           <mrow> 
            <mn>
              10 
            </mn> 
           </mrow> 
     
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              6 
            </mn> 
           </mrow> 
    
          </msup> 
    
          <msub> 
     
           <mi>
             I 
           </mi> 
     
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
    
          </msub> 
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math>. After this balancing, the matrices 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   M
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ^
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math> and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
  
        <mi>
         
   K
  
        </mi> 
  
        <mo>
         
   ^
  
        </mo> 
 
       </mover> 

      </math> are nonsingular, and the elements in the matrices are all of analogous order, and the eigenvalues are of normal order. All eigenvalues of the original system 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mover accent="true"> 
   
         <mi>
          
    P
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    ^
   
         </mo> 
  
        </mover> 
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   λ
  
        </mi>
  
        <mover accent="true"> 
   
         <mi>
          
    M
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    ^
   
         </mo> 
  
        </mover> 
  
        <mo>
         
   +
  
        </mo>
  
        <mover accent="true"> 
   
         <mi>
          
    K
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    ^
   
         </mo> 
  
        </mover> 
 
       </mrow>

      </math> are real.Suppose that we update 8 eigenvalues of original system
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   12.3512
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    2
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   12.1400
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    3
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   11.7411
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    4
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   11.3875
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
 
       </mrow>

      </math>
      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    5
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   11.3389
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    6
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   11.1312
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    7
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   11.1490
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    λ
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    8
   
         </mn> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   11.0803.
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>to the following 4 pairs of complex conjugate eigenvalues</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724294-rId588.jpeg?20250911032234" />
   </fig>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mn>
        3.0544 
      </mn> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mn>
        6.2118 
      </mn> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          5 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          6 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mn>
        2.7988 
      </mn> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are of algebraic multiplicity two. We choose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Y 
     </mi> 
    </math> randomly, and compute the coefficient matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> by Algorithm 3.2 in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-16">
     [16]
    </xref>, Theorem 3, fminunc and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-#a1">
     Algorithm 1
    </xref>, respectively. Numerical results are shown in <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref>, which means that all the prescribed eigenvalues are embedded perfectly into the updated system and the remaining eigenpairs of the original system are kept unchanged. We can also see from <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> that the errors of updates computed by the <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-#a1">
     Algorithm 1
    </xref> are smaller, i.e., the proposed algorithm in our paper is more efficient for the minimum solution of the PMP-UVA.</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Table 1. Numerical result for Example 1.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">Alg</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mtext>
                Δ 
              </mtext> 
              <msub> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mtext>
                Δ 
              </mtext> 
              <msub> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center"> 
        <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mtext>
                Δ 
              </mtext> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mtext>
                Δ 
              </mtext> 
              <msub> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mi>
             F 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="11.50%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            . 
          </mo> 
          <mi>
            O 
          </mi> 
         </mrow> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="5.41%"><p style="text-align:center">IT.</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="8.55%"><p style="text-align:center">CT.</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">Algorithm 3.2 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-16">
         [16]
        </xref></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">362.4999</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">13.7043</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">2.4e + 03</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">120.5830</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">1.9176e−15</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="11.50%"><p style="text-align:center">6.0511e−14</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="5.41%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="8.55%"><p style="text-align:center">1.1477</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">Theorem 3</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">210.7100</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">6.9986</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">63.3163</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">14.9833</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">2.9799e−17</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.50%"><p style="text-align:center">1.1275e−14</p></td> 
      <td class="acenter" width="5.41%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      <td class="acenter" width="8.55%"><p style="text-align:center">0.7024</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">fminunc</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">101.6430</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">3.7118</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">36.3769</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">7.3134</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">2.0297e−17</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.50%"><p style="text-align:center">9.5218e−15</p></td> 
      <td class="acenter" width="5.41%"><p style="text-align:center">8</p></td> 
      <td class="acenter" width="8.55%"><p style="text-align:center">30.2630</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="17.09%"><p style="text-align:center">
        <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-#a1">
         Algorithm 1
        </xref></p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">34.8851</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">3.2175</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">10.7382</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">2.06446</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.49%"><p style="text-align:center">1.4559e−17</p></td> 
      <td class="acenter" width="11.50%"><p style="text-align:center">4.5676e−15</p></td> 
      <td class="acenter" width="5.41%"><p style="text-align:center">14</p></td> 
      <td class="acenter" width="8.55%"><p style="text-align:center">9.07322</p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <p>Example 2. In this example, the matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are the same as in Example 1. We update 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math> (varying from 2 to 38 at increment 4) eigenvalues to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> that are generated randomly, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> need not to be simple. We apply fminunc and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-#a1">
     Algorithm 1
    </xref>, respectively, to get the updated systems.</p>
   <p>Numerical results are illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig2">
     Figure 2
    </xref>. These results are rather close, or at least comparable, for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       p 
     </mi> 
    </math>. The relative errors of modifications on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are listed in <xref ref-type="fig" rid="figFigures 3-6">
     Figures 3-6
    </xref>, respectively, which show the norms of the modifications computed by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-#a1">
     Algorithm 1
    </xref> are smaller than those obtained by fminunc. Therefore, we can conclude that <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-#a1">
     Algorithm 1
    </xref> is more efficient for getting the minimum norm solutions of the MUP-UVA.</p>
   <fig id="fig2" position="float">
    <label>Figure 2</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Figure 1. 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   R
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   e
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   s
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   .
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   U
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math> of updated systems in Example 2.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724294-rId691.jpeg?20250911032234" />
   </fig>
   <fig id="fig3" position="float">
    <label>Figure 3</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Figure 2. 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   R
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   e
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   s
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   .
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   O
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math> of updated systems in Example 2.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724294-rId694.jpeg?20250911032234" />
   </fig>
   <fig id="fig4" position="float">
    <label>Figure 4</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Figure 3. Relative errors of updates on 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    M
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    A
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in Example 2.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724294-rId697.jpeg?20250911032235" />
   </fig>
   <fig id="fig5" position="float">
    <label>Figure 5</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Figure 4. Relative errors of updates on 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    M
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    S
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in Example 2.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724294-rId700.jpeg?20250911032235" />
   </fig>
   <fig id="fig6" position="float">
    <label>Figure 6</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Figure 5. Relative errors of updates on 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    K
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    A
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in Example 2.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724294-rId703.jpeg?20250911032235" />
   </fig>
   <fig id="fig7" position="float">
    <label>Figure 7</label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.145532-"></xref>Figure 6. Relative errors of updates on 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    K
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    S
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> in Example 2.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724294-rId706.jpeg?20250911032234" />
   </fig>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusions and Suggestions</title>
   <p>A new model updating method for the undamped vibroacoustic system with no spill-over is provided in this paper. Using the spectral decomposition of a structured asymmetric pencil, a sufficient and necessary condition is derived from which the updated undamped vibroacoustic system can preserve no spill-over. Finally, a gradient-based optimization algorithm for the minimum norm solution of the MUP-UVS is proposed. Numerical examples illustrate the effectiveness the proposed algorithm.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This work is supported by the Research Foundation of Education Department of Hunan Province (Grant No. 23A0266), Hunan Provincial Natural Science Foundation (Grand No. 2025JJ50034). Hunan Provincial Key Laboratory of Mathematical Modeling and Analysis in Engineering (Grant No. 2017TP1017).</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Notations and Assumptions</title>
   <p>In this paper, we will make the following assumptions.</p>
   <p>(A1) The matrices 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       K 
     </mi> 
    </math> are nonsingular.</p>
   <p>(A2) All the eigenvalues of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Λ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mtext>
         Λ 
       </mtext> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mtext>
         Σ 
       </mtext> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> are nonzero.</p>
   <p>(A3) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Λ 
         </mtext> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∩ 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mtext>
           Σ 
         </mtext> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ∅ 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec>
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